Die Nachwuchsgruppe Kems4Bats aus Mannheim will in den kommenden fünf Jahren ein besseres Verständnis für Lithium-Ionen-Batterien gewinnen sowie eine ressourceneffizientere Produktion der Energiespeicher aufsetzen. Dafür wird es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Nachwuchswettbewerb „NanoMatFutur“ mit rund 1,6 Millionen Euro gefördert. Partner ist auch der Vakuumtechnik-Anbieter Pfeiffer Vacuum.
Der wissenschaftliche Schwerpunkt der Forschungsgruppe um David Henriques liegt auf der Bestimmung von Gas- und Wärmeentwicklung. Eine Gasentwicklung innerhalb der Batterie kann unterschiedliche Gründe haben. Einer davon ist die Bildung einer Schicht auf der Oberfläche der Anode (Solid-Electrolyte-Interface), die sowohl Leistungsfähigkeit als auch Stabilität der Batterie beeinflusst. Auch Zersetzungsreaktionen der Batteriematerialien können zu einer starken Gas- und Wärmeentwicklung führen, im schlimmsten Fall zum sogenannten Thermal Runaway, der die Batterie zerstört.
Erkenntnisse für Industrie und Forschung
Mit neuen experimentellen Analysemethoden will die Kems4Bats-Gruppe grundlegende Werkstoffeigenschaften von zukünftigen Batteriematerialien der Elektromobilität bestimmen. Hier kommt Pfeiffer Vacuum ins Spiel: Das Unternehmen liefert Analysegeräte zur Gasbestimmung im Vakuumprozess. Sie reichen von modular aufgebauten Massenspektrometern mit schneller Messgeschwindigkeit bis hin zu komplexen Analysesystemen im Bereich Ultrahochvakuum bis Atmosphärendruck.
„Als ein führender Anbieter von Vakuumapparaturen im wissenschaftlichen Bereich verfügt Pfeiffer Vacuum über jahrzehntelange Erfahrung“, sagt Andreas Schopphoff, Head of Market Segment R&D bei Pfeiffer Vacuum. „Wir sind stolz, wissenschaftliche Experimente und Spitzenforschung zu unterstützen und freuen uns auf eine spannende und Erfolg versprechende Zusammenarbeit.“
Die Erkenntnisse der Nachwuchsgruppe sollen auch in die Lehre der Hochschule Mannheim einfließen. Hierzu wird Gruppenleiter Henriques ein spezielles Wahlfach für die Studierenden anbieten. Ergänzt wird es durch Fachvorträge von Mitgliedern des industriellen Beirats, der das Vorhaben begleitet.
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