Batterieroboter

Für die Transformation der Mobilität in eine nachhaltige Zukunft werden dringend neue Energiespeicher benötigt. Um die Forschung zu erleichtern und die Entwicklungszeit zu verkürzen, setzt man am Empa in der Schweiz auf den Einsatz des Batterieroboters „Aurora“. Das Projekt wurde im Rahmen der europäischen Forschungsinitiative Battery2030+ gefördert.

Roboter nutzt KI für die Entwicklung neuer Batteriekonzepte

Die Herstellung konventioneller Lithium-Ionen Batteriezellen verschlingt große Mengen an Rohstoffen, deren Gewinnung zudem Umweltprobleme bereiten. Vollständig neue Batteriekonzepte mit weniger CO₂ intensiven Materialien wie ligninbasierte Konzepte oder Feststoffbatteriesysteme zu entwickeln, ist ein aufwendiger Prozess. Unter Einsatz der vollautomatisierten Roboterplattform „Aurora“ soll die Materialauswahl, Montage und Analyse von Batteriezellen im Labor erheblich beschleunigt und automatisiert werden.

„Während der Roboter die einzelnen Zellkomponenten in konstanter Präzision wiegt, dosiert und zusammenbaut, Ladezyklen exakt initiiert und abschliesst oder andere repetitive Schritte vollführt, können Forschende aufgrund der generierte Daten den Innovationsprozess weiter vorantreiben“, erläutert Empa-Forscher Enea Svaluto-Ferro die aktuellen Arbeitsschritte und trainiert auf diese Weise den Roboter.

Zukünftig soll der Batterieroboter mittels maschinellem Lernen autonom Prozessschritte ausführen. Unter Einsatz von KI soll er entscheiden, welche Experimente in einem nächsten Schritt ausgeführt werden sollen und welche Materialien und Komponenten besonders vielversprechende Kandidaten für die gewünschte Batterieanwendung darstellen.

Auf diese Weise sollen nicht nur Lithium-Ionen-Batterien erforscht, sondern auch alternative Natrium-Ionen-Batterien oder Batterien mit Selbstheilungsmechanismus getestet werden. „Zudem können wir Prototypen aus unseren Labors, wie etwa Salzwasser-Batterien oder Feststoffbatterien, effizienter und schneller zur Marktfähigkeit bringen“, sagt Laborleiter Corsin Battaglia.

www.empa.ch