Theorie

In diesem Forschungsfeld beschäftigen sich die Wissenschaftler des HIU mit der theoretischen Beschreibung von Prozessen, die in Batterien (z. B. bei Lade- oder Entladevorgängen) ablaufen. Modelliert werden die Zusammensetzung und das Verhalten von Strukturen, um Materialeigenschaften, die für die elektrochemische Energiespeicherung relevant sind, abschätzen zu können.

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Forschungsfeld

In der Forschung wird die Bildung von Strukturen durch chemische Prozesse wird auf atomarer Ebene simuliert. Gleichzeitig untersuchen sie die Funktionsweise von Batterien auf der Systemebene, um beispielsweise das Lade- und Entladeverhalten vorab zu berechnen. Aufgrund der steigenden Computerleistungen sind die Wissenschaftler befähigt durch umfangreiche Rechenalgorithmen sich der realistischen Beschreibung von Prozessen immer weiter anzunähern. Simulationen und Modellierungsalgorithmen dienen dazu, ein besseres Verständnis der in den Batterien ablaufenden elektrochemischen Prozesse zu erlangen.

Die Forscher nutzen diese nicht nur um Sachverhalte zu erklären, sondern auch um Vorhersagen zu treffen, die signifikant zur Verbesserung der Material- oder Batterie-Eigenschaften beitragen. Dadurch kann die Anzahl der Experimente, die für die Entwicklung von Energiespeichern notwendig ist, deutlich reduziert werden. Daher arbeiten am HIU Theoretikerinnen und Experimentatoren sehr eng zusammen.

Forschungsgruppen

Prof. Dr. Timo Jacob Basics of Electrochemistry Die Forschungsgruppe "Grundlagen der Elektrochemie" untersucht die grundlegenden Aspekte in elektrochemischen Prozessen für elektrochemische Energiespeicher. Unter anderem gilt es die Veränderungen während des Auflade- und Entladeprozesses zwischen der Oberfläche der Elektroden und des Elektrolyten zu untersuchen. Zur Arbeitsgruppe
Prof. Dr. Axel Groß Elementary Processes Die in Batterien auf atomarer Ebene ablaufenden Prozesse und Strukturen, insbesondere an Grenzflächen, werden in der Gruppe "Elementare Prozesse" mit modernen quantenchemischen Verfahren, insbesondere auf der Basis der Dichtefunktionaltheorie, untersucht. Zur Arbeitsgruppe
Prof. Dr. Arnulf Latz Electrochemical Multiphysics Modeling Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt ist mit einer Arbeitsgruppe am HIU vertreten. Zur Arbeitsgruppe

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