Centrum Badań nad Energią Słoneczną i Wodorem Badenii-Wirtembergii (ZSW) uruchomiło w Ulm pilotażową linię Powder-Up! i pracuje na pełnych obrotach. Zakład produkuje materiały katodowe w partiach do 100 kilogramów, więc pozwala przenieść wyniki badań z laboratorium do skali przemysłowej. To pierwsza niezależna instalacja tego typu w Niemczech.
Co potrafi linia Powder-Up!
Hala ma 2 400 metrów kwadratowych powierzchni użytkowej i mieści ponad 135 urządzeń. Linia obejmuje cały łańcuch procesu: od syntezy, przez obróbkę, aż po analizę i kontrolę jakości. Dzięki temu partnerzy przemysłowi mogą sprawdzić własny pomysł na materiał bez budowania własnej instalacji.
Procesem steruje cyfrowy system, a analitykę wykonują wysoce zautomatyzowane urządzenia. ZSW zbiera dane także po to, by wykorzystać je w uczeniu maszyn i skracać kolejne cykle rozwoju. Badacze korzystają z mikroskopii elektronowej SEM i FIB-SEM, analizy EDX, spektroskopii Ramana, mikroskopii sił atomowych, fluorescencji rentgenowskiej oraz dyfrakcji rentgenowskiej. Testy elektrochemiczne prowadzą w ogniwach guzikowych. Ogniwa powstają na miejscu, a centrum testów baterii sprawdza je w ramach własnych procedur.
Trzy rodziny materiałów
Pierwszy kierunek to katody NMC, czyli nikiel, mangan i kobalt. Ten typ materiału daje ogniwom wysoką gęstość energii, a więc i większy zasięg aut elektrycznych. Zmiana proporcji trzech metali pozwala natomiast równoważyć pojemność, trwałość, stabilność i koszt.
Drugi kierunek to katody LFP, czyli litowo-żelazowo-fosforanowe. Trzeci obejmuje materiały do ogniw sodowo-jonowych, które nie wymagają litu i sprawdzają się w tańszych zastosowaniach.
Dlaczego katody są tak drogie
Katoda odpowiada za dodatni biegun ogniwa i decyduje o jego osiągach oraz bezpieczeństwie. W ogniwach litowo-jonowych jest jednak najdroższym i najbardziej obciążającym środowisko elementem, ponieważ zawiera lit, nikiel i kobalt. Firmy szukają więc tańszych receptur, ale każda zmiana wymaga tysięcy testów.
„Kto chce produkować ogniwa w Niemczech i Europie w sposób konkurencyjny, potrzebuje dostępu do najlepszych materiałów” — mówi Markus Hölzle, członek zarządu ZSW i szef pionu technologii elektrochemicznych w Ulm. Jego zdaniem Powder-Up! pozwala firmom sprawdzić własne koncepcje materiałowe pod kątem produkcji seryjnej.
Inwestycję sfinansowały państwo i land. Badenia-Wirtembergia zapłaciła około 10 milionów euro za budynek, a rząd federalny dołożył około 24 milionów euro na technikę i infrastrukturę. Linia jest od razu dostępna dla przemysłu i innych ośrodków naukowych.
Wyścig o lepsze ogniwa
Europa stara się skrócić drogę od pomysłu do fabryki, ponieważ tanie ogniwa decydują o cenie samochodów elektrycznych. W Niemczech trwają równolegle prace nad nowymi materiałami anodowymi, a instytuty badawcze łączą je z gotowymi liniami produkcyjnymi. Przykładem jest krzemowa anoda Fraunhofera ISE, która wytrzymała tysiąc cykli.
Zmiany dotyczą też samej chemii katod. General Motors stawia na ogniwa LMR w zakładzie Ultium Cells, a BMW uruchomiło już produkcję baterii Gen6 w Irlbach. Bez materiałów z pilotażowych linii takie fabryki nie mają czego wdrażać.
Źródła
Komunikat prasowy ZSW z 27 października 2026 roku: zsw-bw.de — Presseinformationen.
