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H2020

ZapGoCharger — Ergebnis in Kürze

Project ID: 766670
Land: Vereinigtes Königreich
Bereich: Industrielle Technologien, Energie, Digitale Wirtschaft

Markteinführung schnell ladender kabelloser Geräte

Für Verbraucher und Industrie gibt es immer mehr kabellose Geräte. Die dort genutzte Batterietechnologie basiert auf Lithium-Ionen (Li-Ion), die aber nur eine begrenzte Lebensdauer hat und über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg große Sicherheits- und Umweltrisiken birgt.
Markteinführung schnell ladender kabelloser Geräte
Dank einer teilweisen Förderung durch EU-Mittel entwickelt ZapGoCharger „eine radikale Lösung für diese kabellosen Geräte – einen neuen Energiespeicher, der mit sicheren und wiederverwertbaren Materialien arbeitet, die hunderttausende Ladezyklen überstehen“, sagt Projektkoordinator Simon Harris. „Das Gerät wird schnell, sicher und zuverlässig sein.“

Li-Ion-Batterien müssen sehr langsam geladen werden, um sich nicht zu entzünden. Ein weiterer Nachteil liegt in ihrer kurzen Lebensdauer von nur etwa 1 000 Ladezyklen. Außerdem lassen sie sich nur schwer recyceln. Über 95 % aller Li-Ion-Batterien landen auf der Deponie.

Ultraschnell ladende Kohlenstoffion-Batteriezellen

ZapGoCharger hat sich zum Ziel gesetzt, eine neue Klasse von Energiespeichern zu entwickeln, die gegenüber kommerziellen Superkondensatoren deutliche funktionelle Verbesserungen aufweisen. Diese Technologie wird als Kohlenstoffion (C-Ion) bezeichnet.

C-Ion-Batterien enthalten hochleitfähige Kohlenstoffnanopartikel und neuartige ionische Elektrolyte. Damit ist es möglich, Pouch-Zellen oder Flachzellen zu entwerfen, die in einer Vielzahl verschiedener elektronischer Anwendungen eingesetzt werden können. Sie haben eine sehr lange Lebensdauer und halten tausenden Ladezyklen Stand. C-Ion-Batterien bestehen aus recyclefähigen Materialien, sind nicht entzündlich und auch als Luftfracht vollkommen ungefährlich.

Das finale Entwicklungsziel von ZapGoCharger sind umfassend getestete, marktfähige C-Ion-Akkus für kabellose Werkzeuge und Haushaltsgeräte. Für diesen Zielmarkt und seine Anforderungen werden die C-Ion-Zellen zunächst optimiert. Danach werden austauschbare C-Ion-Akkus für bestehende kabellose Produkte entwickelt. Diese Vorführprodukte werden in Probeläufen bei Kunden getestet, um vor der Markteinführung ihre Leistung zu bewerten und Marktfeedback zu bekommen.

Batteriezellentechnologie für schnellere Produktionssteigerung

Die Projektpartner haben mehrere Prototypen als Vorführer gebaut und vorgestellt, die von der bisher noch nicht in Serie gefertigten Pouch-Zelle („Gen 2“) betrieben werden. Gen 3, die bald veröffentlicht wird, bietet dann eine etwa 50 % höhere Leistungsdichte. Laut Harris haben bereits mehrere Kunden der Haushaltsgerätebranche Anfragen für die Lieferung von zunächst 100 000 Stück dieser Pouch-Zellen pro Monat gestellt. Währenddessen arbeiten die Forscher schon an der nächsten Generation (Gen 4). Diese bekommt eine Zelle mit höherer Spannung, die völlig neue Technologien nutzt, um die Leistung zu verdoppeln und gleichzeitig die Größe der Pouch-Zelle immens zu reduzieren. Der innovative Akku soll in weniger als fünf Minuten geladen sein und verwendet, was noch viel wichtiger ist, keinerlei Li-Ion.

Große Marktchancen

„Wir haben uns für den Markteintritt in der Haushaltsgerätebranche entschieden, weil unsere Pouch-Zelle für ein Smartphone noch nicht klein genug ist, aber kabellose Werkzeuge und Geräte meist genug Raum dafür bieten“, erklärt Harris. „Abgesehen von dieser Branche fassen wir Notbeleuchtung, Ladegeräte mit Solarenergie, Elektrofahrzeuge und schließlich auch Mobiltelefone ins Auge.“

Die ersten marktfähigen Zellen sollen im Juni 2018 in Produktion gehen, wenn die Testmodelle an Probekunden ausgegeben werden. In der zweiten Jahreshälfte soll die Serienfertigung beginnen.

Mit einem ständig wachsenden Patentportfolio ist ein nachhaltiger Wettbewerbsvorteil auf dem Hausgerätemarkt gesichert. Bisher wurden 14 Patente angemeldet, einschließlich zweier Exklusivlizenzen der Oxford University. Gebrauchsmusterrechte und Warenzeichen wurden zudem auf den wichtigsten internationalen Märkten eingetragen.

„Indem ZapGoCharger die traditionellen Li-Ion-Batterien ersetzt und die Technologie über den aktuellen Stand der Technik hinaus entwickelt, wird es eines Tages dazu beitragen, die Probleme mit allen derzeit gängigen wiederaufladbaren Vorrichtungen, Geräten und Fahrzeugen zu lösen“, fasst Harris zusammen.

Schlüsselwörter

ZapGoCharger, kabellos, C-Ion, Li-Ion, Haushaltsgerät, Ladezyklus, Energiespeicher, Kohlenstoffion, kabelloses Gerät
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