ERC Starting Grant für Dr. Dominic Bresser

21. Februar 2022

ERC Starting Grant für Dr. Dominic Bresser – Schnelleres Laden durch innovative Materialien

Für die Entwicklung neuartiger Elektrodenmaterialen im Forschungsprojekt RACER erhält Nachwuchsforscher Dr. Dominic Bresser einen Starting Grant des ERC.

Langlebige Batterien, die sich schnell laden lassen, sind der Schlüssel für einen Durchbruch der klimafreundlichen Elektromobilität. Wieviel Energie eine Batterie aufnehmen kann und wie lange das Laden dauert, wird dabei unter anderem von der atomaren Struktur und den Elementen im Elektrodenmaterial physikalisch begrenzt. Im Forschungsprojekt RACER („Highly Redox-active Atomic Centers in Electrode Materials for Rechargeable Batteries“) sollen die bisherigen Grenzen nun mithilfe innovativer Materialkonzepte erweitert werden.
 


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„Wir nutzen dafür einen gänzlich neuen Speichermechanismus für die Ladungsträger“, sagt Dr. Dominic Bresser, der das Projekt am Helmholtz-Institut Ulm (HIU) leitet. „Neben der typischen reversiblen Einspeicherung von Ionen als Ladungsträger in das Kristallgitter des Elektrodenmaterials kommen bei uns nun zusätzlich kontrollierte Redoxreaktionen auf atomarer Ebene zum Einsatz.“ Dadurch lasse sich die Energiedichte bei einer gleichzeitig hohen Schnellladefähigkeit signifikant erhöhen.

Die Forschungsgruppe von Dominic Bresser, Elektrochemische Energiespeichermaterialien, veröffentlichte kürzlich einen „Proof of Concept“ zu dem Vorhaben: „Wir wollen nun den zugrundeliegenden Mechanismus zunächst genauer verstehen. Der zweite Schritt ist das Experimentieren mit unserem Proof-of-Concept-Material Eisen und Ceroxid. In diesem Fall ist Eisen das hochgradig redox-aktive Zentrum“, sagt Bresser und fügt hinzu: „Wir wollen sehen, ob wir Eisen durch andere Elemente ersetzen können und welche Auswirkungen diese Substitution hat. Tatsächlich haben wir ein paar vorläufige Daten, die zeigen, dass wir den gleichen Mechanismus auch ohne Eisen erreichen können.“

Im Moment bietet Ceroxid die Wirtsstruktur. Cer gilt als Seltenes-Erden-Metall, obwohl Cer eigentlich so häufig vorkommt wie etwa Kupfer. „Der zweite Schritt wird sein, das Ceroxid durch viel häufiger vorkommende Elemente, wie idealerweise Titan oder Mangan, zu ersetzen. Schließlich wollen wir den Mechanismus für die Ceroxid-Wirtsstrukturen auf andere Metalloxid-Wirtsstrukturen übertragen, die idealerweise auf sehr häufig vorkommenden Metallen basieren – also umweltfreundlich, ungiftig, kostengünstig – sind. Das ist das Hauptziel dieses Projekts“, so Dr. Bresser.


Drei ERC Starting Grants für das KIT

Für seine Forschung erhält Dr. Dominic Bresser vom Europäischen Forschungsrat (European Research Council – ERC) einen Starting Grant. Mit der Auszeichnung für den Nachwuchsforscher hat der ERC in der Förderrunde 2021 nun bereits drei Starting Grants an das KIT vergeben. Die ausgewählten Projekte werden für fünf Jahre mit jeweils bis zu 1,5 Millionen Euro unterstützt.

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