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Development of Calcium-Sulfur Batteries and the Pursued Approaches within the CaSino Project

Häcker, Joachim und Siodlaczek, Martin Georg und Nojabaee, Maryam und Zhao-Karger, Zhirong und Riedel, Sibylle und Topal, Sebahat und Bäucker, Christian und Fichtner, Maximilian und Kiesl, Christoph und Böck, Reinhard und Sörgel, Seniz und Jacob, Timo und Auweiler, Daniel und Lorenz, Samuel und Kögel, Marco und Meyer, Jannik und Femmer, Laura Christien und Schammer, Max und Horstmann, Birger und Winzinger, Levin und Ott, Denise (2024) Development of Calcium-Sulfur Batteries and the Pursued Approaches within the CaSino Project. 5th International Symposium on Magnesium Batteries (MagBatt V), 2024-09-18 - 2024-09-20, Ulm, Deutschland.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis Juni 2025
14kB

Kurzfassung

Among the various post-lithium battery cell chemistries, the electrochemical couple of calcium and sulfur in a Ca-S cell represents an appealing yet challenging candidate. It combines potential advantages over lithium-ion batteries in terms of costs, safety and recyclability, while offering high theoretical energy densities of 1835 Wh/kg and 3202 Wh/l. However, due to the low redox potential of Ca metal (-2.87 V vs. SHE), reduction of species at its surface is likely and consequently compatible electrolytes are rare. The BMBF-funded CaSino project consists of a complementary consortium of research institutes (DLR, fem, NMI), universities (KIT, UUlm) and industry (IoLiTec GmbH, EurA AG) which pursues different approaches to tackle the main obstacles to realize a highenergy Ca-S pouch cell. Specifically, thin calcium metal foils are desired to minimize the anode excess, an artificial SEI is introduced to mitigate the polysulfide shuttle, and the electrolyte composition is improved towards enhanced SEI formation and cathode redox kinetics. In addition, DFT and continuum simulations try to shed light on the interfacial and transport processes and to accelerate the material development. Assisted by a life cycle assessment analysis, the CaSino project finally aims to demonstrate the potential of the Ca-S system as sustainable high-energy battery. Within CaSino, DLR has extensively investigated the similarities and differences of Li, Mg, and Ca electrolytes and anodes concerning transport properties as well as charge transfer and interfacial processes, respectively, using galvanostatic polarization and electrochemical impedance spectroscopy.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/210099/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Development of Calcium-Sulfur Batteries and the Pursued Approaches within the CaSino Project
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Häcker, JoachimJoachim.Haecker (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2031-9898NICHT SPEZIFIZIERT
Siodlaczek, Martin Georgmartin.siodlaczek (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0001-3249-5453NICHT SPEZIFIZIERT
Nojabaee, MaryamMaryam.Nojabaee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5225-3526NICHT SPEZIFIZIERT
Zhao-Karger, Zhirongzhirong.zhao-karger (at) kit.eduhttps://orcid.org/0000-0002-7233-9818NICHT SPEZIFIZIERT
Riedel, SibylleKarlsruhe Institute of Technology (KIT)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Topal, SebahatKarlsruhe Institute of Technology (KIT)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bäucker, ChristianKarlsruhe Institute of Technology (KIT)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fichtner, Maximilianm.fichtner (at) kit.eduhttps://orcid.org/0000-0002-7127-1823NICHT SPEZIFIZIERT
Kiesl, ChristophForschungsinstitut Edelmetalle+Metallchemie (fem)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Böck, ReinhardForschungsinstitut Edelmetalle+Metallchemie (fem)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sörgel, SenizForschungsinstitut Edelmetalle+Metallchemie (fem)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jacob, TimoUniversität UlmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Auweiler, DanielIoLiTec GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lorenz, SamuelIoLiTec GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kögel, MarcoNaturwissenschaftliches und Medizinisches Institut (NMI) an der Universität TübingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, JannikNaturwissenschaftliches und Medizinisches Institut (NMI) an der Universität TübingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Femmer, Laura Christienlaura.femmer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schammer, MaxMax.Schammer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9598-8343NICHT SPEZIFIZIERT
Horstmann, Birgerbirger.horstmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1500-0578NICHT SPEZIFIZIERT
Winzinger, LevinEurA AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ott, DeniseEurA AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2024
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CaSino project, Calcium-Sulfur Battery, Calcium Metal, Ca-S, Lithium, Magnesium
Veranstaltungstitel:5th International Symposium on Magnesium Batteries (MagBatt V)
Veranstaltungsort:Ulm, Deutschland
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:18 September 2024
Veranstaltungsende:20 September 2024
Veranstalter :Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Speicher, E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Häcker, Joachim
Hinterlegt am:05 Dez 2024 18:43
Letzte Änderung:05 Dez 2024 18:43

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