Theorie Elektrochemischer Materialien

Die Forscher benutzen verschiedene theoretische Methoden, um das Multi-Skalen-Verhalten von Batterien zu beschreiben. Modellbildung erlaubt den Forschern auch den Einblick in nanoskopische Prozesse an Grenzflächen, die Leistung und Lebensdauer elektrochemischer Energiespeicher bestimmen. Quantencomputer versprechen perspektivisch neuartige Möglichkeiten zur Simulation von Materialien und Prozesse auf atomistischer Ebene. Dafür werden quantenchemische Algorithmen entwickelt. Darüber hinaus leiten die Forscher mathematische Gleichungen für elektrochemische Vorgänge in Batterien aus der Thermodynamik ab. So simulieren sie den Ionentransport in Post-Lithium-Batterien, z.B. auf Basis von Zink-Ionen, und optimieren ganze Batteriezellen zusammen mit experimentell arbeitenden Forschungsgruppen. Methoden des maschinellen Lernens werden eingesetzt, um den Batteriemodelle automatisch zu parametrisieren und den Batteriezustand automatisch zu bestimmen.