Bedeutung der Galvanotechnik für die nachhaltige Energieerzeugung und -speicherung

Wesentliche Herausforderungen für nachhaltige Energiespeicher und -wandler ergeben sich aus dem stark fluktuierenden Leistungsangebot dieser Energieträger. Aussichtsreiche Kandidaten für elektrochemische Speicher sind Batterien (zum Beispiel auf der Basis von Lithium oder Vanadium), bei denen jedoch Kosten und Materialverfügbarkeit zu beachten sind. Bei den Wandlern ruhen große Hoffnungen auf Elektrolyseuren und Brennstoffzellen, die mit dem Energieträger Wasserstoff arbeiten. Auch hier gibt es zahlreiche offene Fragen zur Materialverfügbarkeit und Langzeitstabilität.

Ein Beitrag der Session wird Chancen und Herausforderungen für die elektrochemische Oberflächentechnik im Zusammenhang mit der Nutzung nachhaltiger Energieträger erläutern, wie den Korrosionsschutz in Batterien und die Beschichtung von Konstruktionswerkstoffen in Elektrolyseuren.

Elektrochemische Technologien spielen bei der Herstellung typischer Elektrodenmaterialien für Lithiumionenbatterien (Graphit, Si, …) bislang keine Rolle. Dabei können eine Reihe von alternativen Materialien (Sn, SnO, Sb, …) mit wesentlich höheren spezifischen Kapazitäten elektrochemisch appliziert, strukturiert und modifiziert werden. Diese Materialien erfahren im Betrieb einer Batterie enorme Volumenänderungen und führen zur Degradation der Elektrode. Ein direkter Einsatz auf Stromkollektoren führt zu keiner langlebigen Zelle. Hier kann die Oberflächentechnik durch Strukturierung und Modifizierung den Einsatz dieser Materialien ermöglichen.

Ein Vortrag befasst sich daher mit der Kombination zweier klassischer elektrochemischer Verfahren zur Herstellung von Anodenmaterialien für Lithiumionenbatterien: die galvanische Abscheidung von dünnen Zinnschichten und die elektrolytische Oxidation dieser Schichten.

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