Trumpf aus Ditzingen leitet die Entwicklungspartnerschaft „XProLas“. Die weiteren Partner sind Amphos, Active Fiber Systems, BASF, Bruker, Cellforce, Excillum, Ushio Germany, Viscom, die Universität Hannover sowie Fraunhofer-Institute in Aachen und Jena. Das Ziel ist es, dass die Hersteller von E-Auto-Batterien künftig mit kompakten Röntgenstrahlquellen die Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit ihrer Produkte weiter verbessern können, wie es weiter heißt. Bis 2026 sollen erste Demo-Anlagen entstehen. Mit diesen Anlagen können die Hersteller künftig das Laden und Entladen der Batterien in Echtzeit beobachten oder Verunreinigungen in der Batterie besonders präzise bestimmen. Die Erkenntnisse fließen in die Batterie-Entwicklung ein.
Mit den Rückschlüssen aus den Untersuchungen können die Hersteller etwa die Ladegeschwindigkeit verbessern. Bislang können Unternehmen solche Untersuchungen nur an großen, über 100 m langen Teilchenbeschleunigern machen. Die Forschungsplätze an diesen Großforschungsanlagen sind selten. Die lasergetriebenen Röntgenquellen sind nur etwa so groß wie ein Wohnwagen und dementsprechend günstiger in der Herstellung. Sie sind deshalb ideal für den Einsatz in der Industrie.
Das Hochtechnologieunternehmen Trumpf bringt in die Partnerschaft seine Kompetenz in der Herstellung von Lasern für den Industrieeinsatz ein. BASF und Cellforce stellen für die Untersuchungen Batteriematerialien und -komponenten zur Verfügung. Ushio Germany und Excillum steuern ihre Kompetenz im Bereich der Strahlquellen bei. Bruker und Viscom kümmern sich um den Bau der Anlagen. Auf akademischer Seite sind die Universität Hannover und die Fraunhofer Institute in Aachen und Jena treibende Kräfte. Das Forschungsbudget beträgt rund 15 Mio. Euro und das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt.
Röntgenstrahlen für bessere Batterien von E-Autos
Im Rahmen des Entwicklungsprojekts XProLas soll auch eine kompakte, hochbrillante Röntgenquelle für die Analyse des Kathodenmaterials von E-Auto-Batterien entstehen. Das Material, aus dem die Kathoden der E-Auto-Batterien sind, ist von großer Bedeutung für die Leistung und Zuverlässigkeit der Batterien von E-Autos. Die genaue Zusammensetzung des Kathodenmaterials lässt sich nur mit Röntgenstrahlen bestimmen. Auch in diesem Anwendungsfeld können die kompakten, lasergetriebenen Varianten die Großforschungsanlagen ersetzen. Hersteller von Kathodenmaterial können so ihre Entwicklungsarbeit beschleunigen. Der Laser dient bei der Erzeugung der Röntgenstrahlung als vorgelagerte Strahlquelle. Der Laserpuls trifft auf das Target, ein Metall, wie Gallium, Indium oder Zinn. Es entsteht Plasma; dieses strahlt einen Teil der Energie als extrem kurzwelliges Licht zum Beispiel Röntgenstrahlen ab. (ag)
