06.04.2020
Die zwölfte internationale Batterie-Konferenz ABAA (Advanced Lithium Batteries for Automobile Applications) fand im Oktober 2019 in Ulm statt. Nun stellten Teilnehmer, politische Entscheidungsträger aus China, Deutschland, Japan, der Europäischen Kommission und den USA, eine ausführliche Vision zur Weiterentwicklung der Batterietechnologie vor.
Diese Vision ist in einem Artikel im „Journal of Power Sources“ erschienen, in dem die auf der Konferenz vorgestellten Entwicklungstrends und die derzeitige Verbreitung von Elektrofahrzeugen im Massenmarkt beschrieben werden: „Bringing forward the development of battery cells for automotive applications: Perspective of R&D activities in China, Japan, the EU and the USA“ (Das Manuskript ist bis zum 19. Mai 2020 kostenlos verfügbar).
Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens (ZSW), Prof. Stefano Passerini (HIU) und Dr. Khalil Amine (IALB / Argonne National Laboratory, USA) leiteten die Konferenz.
Zu den Rednern gehörte der renommierte Chemiker M. Stanley Whittingham, der als einer der Väter der Lithium-Ionen-Technologie gilt. Er wurde am 09.10.2019 auf der ABAA-Konferenz in Ulm darüber unterrichtet, dass er den Nobelpreis in Chemie bekommen würde.
Aufgrund der COVID-19-Pandemie fanden im Sommersemester 2020 keine HIU-Seminare statt.
18.02.2020
„Wie lade ich meinen Handyakku am schonendsten auf?“, „Wie löscht die Feuerwehr den Brand eines E-Autos?“, „Was hat die Energiewende überhaupt mit Batterien zu tun?“ Diese und weitere Fragen durften 60 Schülerinnen und Schüler am 18.02.2020 drei HIU-Doktoranden stellen. Die zehnten Klassen des Johann-Vanotti-Gymnasiums aus Ehingen waren zu Gast am Helmholtz-Institut Ulm (HIU), um sich über neue Batterien und Batteriekonzepte zu informieren.
Der Geschäftsführer des Helmholtz-Instituts Ulm, Herr Dr. Heribert Wilhelm, eröffnete den Besuchstermin mit einem Kurzvortrag über „die Rolle von Batterien in Zeiten des Klimawandels“. Anschließend standen die drei HIU-Doktoranden Linda Bolay (DLR), Mathias Künzel und Dominik Steinle Rede und Antwort für die Fragen der Schülerinnen und Schüler.
Warum eigentlich Batterieforschung?
Energie aus erneuerbaren Quellen – wie beispielsweise Wind und Sonne – muss zwischengespeichert werden, da sie nicht jederzeit zur Verfügung steht. Gleichzeitig benötigen Elektroautos einen Speicher, um die zur Fortbewegung nötige elektrische Energie verfügbar zu machen. Effiziente Lösungen hierfür bieten Batterien, die Strom zwischenspeichern sowie wieder abgeben können. Je verlustfreier diese Batterien arbeiten, desto bedeutender ihre Rolle in der Energiewende.
Ziel des Helmholtz-Instituts Ulm
Ein Schüler fragt direkt nach: „Was ist denn das Ziel?“ Nun: Das HIU greift grundlegende Fragestellungen elektrochemischer Speicher auf und entwickelt darauf aufbauend neue Materialien und Zellkonzepte. Ziel des HIU ist es, zukunftsfähige elektrochemische Energiespeicher der nächsten und übernächsten Generation zu entwickeln, also Speicher, die mehr Energie speichern und leistungsfähiger, leichter, langlebiger, sicherer und kostengünstiger sind als herkömmliche Systeme.
Nach den Vorträgen und Workshops durften die rund 60 Schülerinnen und Schüler die Physik- und Chemielabore des Instituts besichtigen. Hier konnten sie erfahren, wie der Alltag eines Batterieforschers aussieht.
Einladung: Für einen Tag Batterieforscher*in
Girls‘ Day: 26. März 2020
Du möchtest auch in den Beruf eines Batterieforschers hineinschnuppern? Das Helmholtz-Institut Ulm (HIU) bietet regelmäßig Einblick sein Innenleben. Am HIU forschen rund 120 Physiker*innen und Chemiker*innen an zukünftigen Batterien für Elektroautos, Laptops, Smartphones.
Wie genau sie das machen, zeigen sie in ihren Laboren: Workshop-Teilnehmerinnen dürfen eine eigene Batterie bauen, und unter Schutzgas an Handschuhboxen arbeiten. Die Besucherinnen dürfen an einem Rasterelektronenmikroskop verschiedene Materialien untersuchen und Bilder davon mitnehmen.
09.12.2019
Professor Horst Hahn, HIU-Gründungsdirektor und Direktor des Instituts für Nanotechnologie am KIT, wurde zum Fellow der National Academy of Inventors (NAI) in den USA gewählt. Er wird die Auszeichnung im April 2020 bei der jährlichen Versammlung der NAI in Phoenix, Arizona, erhalten.
Horst Hahn erforscht auf dem Gebiet der Materialwissenschaft unter anderem die Synthese von Nanomaterialien und Nanostrukturen sowie deren Charakterisierung und Eigenschaften. Er konzentriert sich neben der grundlegenden Forschung auch auf anwendungsrelevante Themen wie neue Batteriematerialien, Materialien für druckbare Elektronik und Nanomaterialien für Katalyse.
Die National Academy of Inventors wurde 2010 nach dem Vorbild der National Academy of the United States gegründet. Die rund 4000 internationalen Mitglieder der Organisation, davon 1060 gewählte Fellows, stammen aus mehr als 250 Institutionen weltweit. Das Fellow-Programm zeichnet akademische Forscher aus, die durch ihre herausragenden Erfindungen einen „spürbaren Einfluss auf die Lebensqualität, die wirtschaftliche Entwicklung und das Wohlergehen der Gesellschaft“ haben. Die Aufnahme in das Fellow-Programm der NAI ist die höchste berufliche Auszeichnung für akademische Erfinder.
21.11.2019
09:30-17:00 Uhr
Das Helmholtz-Institut Ulm (HIU) richtet gemeinsam mit dem Helmholtz-Institut Münster (HI-MS) den Workshop „Theory Meets Experiment“ in Ulm aus.
Veranstaltungsort:
Helmholtz Institute Ulm
Electrochemical Energy Storage (HIU)
Helmholtzstraße 11
89081 Ulm
Flyer: TheoryMeetsExperiment_21.11.2019.pdf
Teilnehmerzahl: 80 Personen
Registrierung: kostenlos
18.11.2019
16.00-18.00 Uhr
Der Bundesverband der Mittelständischen Wirtschaft (BVMW) und die Projektentwicklungs GmbH Ulm (PEG) laden zur Veranstaltung „Wirtschaft trifft Wissenschaft“ ins Helmholtz-Institut Ulm (HIU) ein.
Veranstaltungsort:
Helmholtz Institute Ulm
Electrochemical Energy Storage (HIU)
Helmholtzstraße 11
89081 Ulm
Link: Eventflyer Wirtschaft_trifft_Wissenschaft
Registrierung:
Herr Karl-Heinz Raguse
11.10.2019
Am Helmholtz-Institut in Ulm haben Batterieforscher erstmals Elektrolyte für Calciumbatterien mit brauchbaren Eigenschaften bei Raumtemperatur entwickelt.
Dr. Zhirong Zhao-Karger und Dr. Zhenyou Li gelang es, vielversprechende Elektrolyte für Calciumbatterien herzustellen. Batterien auf Basis von Calcium versprechen eine günstige Herstellung und eine hohe Energiedichte. Diese Technologie aus dem Labor besitzt das Potenzial, als Energiespeicher der Zukunft die Lithium-Ionen-Technologie abzulösen. Mit den bislang verfügbaren Elektrolyten gelang es aber nicht, Calciumbatterien bei Zimmertemperatur aufzuladen.
Erst effiziente, große und kostengünstige Energiespeicher eröffnen die Möglichkeit einer flächendeckenden Umstellung auf emissionsfreie Mobilität und Stromversorgung. Die heute dominierende Lithium-Ionen-Technologie könne diese Aufgabe in globalem Maßstab nicht erfüllen, so Professor Maximilian Fichtner (HIU), dessen Forschungsgruppe Calciumbatterien und weitere Speichertechnologien erforscht. „Lithium-Ionen-Batterien kommen von ihrer Performance und manchen darin verwendeten Rohstoffen mittelfristig an ihre Grenzen und könnten dann nicht überall dort eingesetzt werden, wo im Rahmen der Energiewende Energiespeicher sinnvoll wären. Wir verfügen nur über begrenzte Vorkommen von Rohstoffen wie Kobalt, Nickel und Lithium, die für die Herstellung notwendig sind.“ Stattdessen setzen er und sein Team auf alternative Batterietechnologien. Diese basieren auf Rohstoffen, die auf der Erde viel häufiger vorkommen. Das Element Calcium hält er dabei für einen vielversprechenden Kandidaten, da Calcium etwa im Gegensatz zu Lithium zwei Elektronen pro Atom ab- und aufnehmen kann und weil es eine ähnliche Spannung liefert wie Lithium: „Calcium ist das fünfthäufigste Element in der Erdkruste. Es ist gleichmäßig auf der Erde verfügbar und bietet den Vorteil sicher, ungiftig und kostengünstig zu sein.“
Suche nach geeignetem Elektrolyt
Doch bei der Entwicklungsarbeit zur Calciumbatterie gab es bislang eine große Hürde: Im Gegensatz zur etablierten Lithium-Ionen-Technologie oder auch der neueren Natrium- oder der Magnesium-Technologie existierten bislang keine praktikablen Elektrolyte, um wiederaufladbare Calciumbatterien herzustellen. „Erst seit wenigen Jahren existieren überhaupt experimentelle Elektrolyte und damit Prototypen der Calciumbatterie“, erklären Dr. Zhenyou Li, Erstautor der Studie, und Dr. Zhirong Zhao-Karger, Projektleiterin. Beide arbeiten im Exzellenzcluster POLiS (Post Lithium Storage Cluster of Excellence) am HIU. „Diese ermöglichen einen Ladevorgang aber erst bei Temperaturen jenseits der 75 Grad Celsius und sind dabei noch anfällig für unerwünschte Nebenreaktionen.“
Es gelang den Forschern, eine Klasse neuer Elektrolyte auf Basis spezieller, organischer Calciumsalze zu synthetisieren, mit denen Ladevorgänge auch bei Zimmertemperatur möglich sind. Am Beispiel des neuen Elektrolyts Calciumtetrakis [hexafluoroisopropyloxy]borat konnten die Forscher nachweisen, dass Calciumbatterien mit hoher Energiedichte, Speicherkapazität und Schnellladefähigkeit möglich sind. Ihre Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift Energy & Environmental Science vorgestellt.
Calciumbatterien als nachhaltige Energiespeicher
Die neue Elektrolytklasse schafft nun eine wichtige Grundlage, um Calciumbatterien aus dem Labor in die Anwendung zu führen. In Elektroautos, mobilen Elektronikgeräten und stationären Netzspeichern könnten sie eines Tages die bislang dominierende Lithium-Ionen-Batterie ersetzen. Allerdings könnte das noch eine Weile dauern: „Die neuen Elektrolyte sind ein erster wichtiger Schritt“, betont Fichtner. „Bis zur marktreifen Calciumbatterie haben wir noch einen weiten Weg vor uns.“
Originalpublikation
Zhenyou Li, Olaf Fuhr, Maximilian Fichtner, Zhiron Zhao-Karger: Towards stable and efficient electrolytes for room-temperature rechargeable calcium batteries. Energy & Environmental Science, 2019. DOI: 10.1039/c9ee01699f.
09.10.2019
Nobelpreisträger wird auf Konferenz über Auszeichnung informiert
Die Ulmer Batteriekonferenz ABAA12 (Advanced Lithium Batteries for Automobile Applications) neigte sich schon seinem Ende zu, als sich die Mitteilung aus Stockholm im Publikum herumsprach. Ein anwesender Konferenzteilnehmer war am späten Vormittag mit dem Nobelpreis ausgezeichnet worden.
Spontaner Jubel und minutenlanger Applaus für den frischgebackenen Preisträger: M. Stanley Whittingham – selbst erst wenige Minuten zuvor per Telefonanruf von seiner Auszeichnung unterrichtet worden – saß seelenruhig im Publikum der ABAA12-Konferenz, als die Nachricht um die Welt ging. Er war zusammen mit John B. Goodenough und Akira Yoshino um 11:45 Uhr für Ihre Erfindung der Lithium-Ionen-Batterie mit dem diesjährigen Chemie-Nobelpreis geehrt worden.
Stanley Whittingham galt als einer der frühesten Lithium-Batterie-Forscher weltweit. Diese Lithium-Ionen-Batterien stecken heute in nahezu allen tragbaren Elektrogeräten, E-Autos und stationären Speichern. Sein persönlicher Forschungsbeitrag war eine ganze Reihe von Material-Innovationen: Nicht nur waren die Lithium-Batterien wesentlich leichter als ihre Vorgänger, sie konnten auch viele Male geladen und entladen werden.
Whittingham entwickelte die erste funktionsfähige Lithium-Batterie in den frühen 1970er Jahren. Goodenough war für die Entwicklung weitaus leistungsfähigerer Batterien verantwortlich. Yoshino produzierte 1985 die erste kommerziell nutzbare Lithium-Ionen-Batterie.
Die ABAA12-Konferenz ist eine internationale Konferenz mit wechselnden Veranstaltungsorten auf allen Kontinenten. Die Konferenz wurde von Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens (ZSW), Prof. Stefano Passerini (HIU) und Dr. Khalil Amine (IALB / Argonne National Laboratory, USA) geleitet.
Als Alleinstellungsmerkmal der ABAA12-Konferenz galt die Verbindung zwischen Wissenschaft, Industrie und Politik. Rund 380 Teilnehmer aus 30 Nationen – darunter namhafte Wissenschaftler, politische Entscheidungsträger sowie Vertreter der Automobilindustrie debattierten über vier Tage über aktuelle Trends im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien.
09.10.2019
Nobelpreisträger wird auf Konferenz über Auszeichnung informiert
Die Ulmer Batteriekonferenz ABAA12 (Advanced Lithium Batteries for Automobile Applications) neigte sich schon seinem Ende zu, als sich die Mitteilung aus Stockholm im Publikum herumsprach. Ein anwesender Konferenzteilnehmer war am späten Vormittag mit dem Nobelpreis ausgezeichnet worden.
Spontaner Jubel und minutenlanger Applaus für den frischgebackenen Preisträger: M. Stanley Whittingham – selbst erst wenige Minuten zuvor per Telefonanruf von seiner Auszeichnung unterrichtet worden – saß seelenruhig im Publikum der ABAA12-Konferenz, als die Nachricht um die Welt ging. Er war zusammen mit John B. Goodenough und Akira Yoshino um 11:45 Uhr für Ihre Erfindung der Lithium-Ionen-Batterie mit dem diesjährigen Chemie-Nobelpreis geehrt worden.
Stanley Whittingham galt als einer der frühesten Lithium-Batterie-Forscher weltweit. Diese Lithium-Ionen-Batterien stecken heute in nahezu allen tragbaren Elektrogeräten, E-Autos und stationären Speichern. Sein persönlicher Forschungsbeitrag war eine ganze Reihe von Material-Innovationen: Nicht nur waren die Lithium-Batterien wesentlich leichter als ihre Vorgänger, sie konnten auch viele Male geladen und entladen werden.
Whittingham entwickelte die erste funktionsfähige Lithium-Batterie in den frühen 1970er Jahren. Goodenough war für die Entwicklung weitaus leistungsfähigerer Batterien verantwortlich. Yoshino produzierte 1985 die erste kommerziell nutzbare Lithium-Ionen-Batterie.
Die ABAA12-Konferenz ist eine internationale Konferenz mit wechselnden Veranstaltungsorten auf allen Kontinenten. Die Konferenz wurde von Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens (ZSW), Prof. Stefano Passerini (HIU) und Dr. Khalil Amine (IALB / Argonne National Laboratory, USA) geleitet.
Als Alleinstellungsmerkmal der ABAA12-Konferenz galt die Verbindung zwischen Wissenschaft, Industrie und Politik. Rund 380 Teilnehmer aus 30 Nationen – darunter namhafte Wissenschaftler, politische Entscheidungsträger sowie Vertreter der Automobilindustrie debattierten über vier Tage über aktuelle Trends im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien.
06.-09.10.2019
Advanced Lithium Batteries for Automobile Applications (ABAA12)
Veranstaltungsort
Maritim Hotel Ulm
Basteistraße 40
89073 Ulm
