Roboter beschleunigt Batterieforschung um das Zehnfache

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In der Schweiz arbeitet ein Roboter in einem Batterieforschungslabor und arbeitet dort zehnmal schneller als seine menschlichen Kollegen. Das Werkstoff- und Technologie-Forschungszentrum Empa stellt die Labor-Roboterplattform Aurora vor.

Pipettieren, wiegen, kleben, zusammenbauen, exakt messen, laden und entladen – Batterieforschung ist Handarbeit – zumal meist unter einer Schutzatmosphäre, bei der die Forschenden ihre Hände durch Gummiärmel in einen gläsernen Kasten stecken müssen. Das dauert lange und birgt Fehleranfälligkeit. Aurora soll vollautomatisiert Materialauswahl, Montage, und Analyse von Batteriezellen im Labor übernehmen.

Das Projekt wurde als der europäischen „Materials Acceleration Plattform“ ins Leben gerufen.  Mit dem Roboter sollen die Entwicklungsprozesse zehnmal schneller ablaufen, so die Forschenden von Empa.

Roboter wiegt und baut selbständig

Der Roboter Aurora wird derzeit in den EMPA-Laboren im schweizerischen Dübendorf und von der Firma Chemspeed Technologies AG weiterentwickelt. Dabei stellt Aurora keine Konkurrenz für die Forschenden im Labor dar. «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», sagt Enea Svaluto-Ferro, der dem Roboter die Arbeitsschritte „antrainiert“.

Noch müssen die Forschenden dem Roboter mitteilen, welche Materialien und Komponenten sie für eine neuartige Batteriezelle testen wollen. Doch mithilfe von künstlicher Intelligenz soll der Roboter künftig völlig autonom mathematische Modelle erstellen und entscheiden, welche Materialien besonders vielversprechende Kandidaten für Batterien seien könnten. Dabei soll der Roboter an die „Open Research Data“ Plattform des ETH-Rats und Big Map einer Datenplattform des europäischen Forschungsprojekts „Battery2030+“ angeknüpft sein. So können Forschende direkt auf die Erkenntnisse aus den Experimenten des Roboters zugreifen und die Daten für ihre eigene Forschung nutzen. „Das beschleunigt Innovationsprozesse enorm und stellt der «Industrie 4.0» eine umfassende Digitalisierungsstrategie im Bereich Forschung und Entwicklung zur Seite“, sagt Empa-Forscher Corsin Battaglia.

Der Laborroboter sei dabei Technologie-agnostisch und könne auch zur Entwicklung von zum Beispiel Natrium-Ionen oder Feststoff-Batterien verwendet werden, wie das Forschungsinstitut mitteilt.

Das Projekt sei Bestandteil der Forschungsinitiative Battery2030+ der Europäischen Union und wurde bereits durch die Staatengemeinschaft mit 150 Millionen Euro gefördert.

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