11.03.2018
Sieben Fachwissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Kanada aus dem Bereich Energiespeicherung besuchten auf ihrer Europareise das HIU. Prof. Stefano Passerini, Direktor des HIU, führte in die Forschungsaktivitäten des HIU ein, bevor er der Gruppe Einblicke in die Chemie- und Physiklabore gab. Zuvor hatte Prof. Joachim Ankerhold, Vizepräsident der Universität Ulm und gleichzeitig Direktoriumsmitglied des HIU, die Forschenden an der Universität Ulm begrüßt mit einem Überblick über die Wissenschaftsstadt auf dem Eselsberg. Prof. Axel Groß stellte zudem das neue Exzellenzcluster POLiS vor. Weitere Stationen der Delegationsreise waren das KIT und das ZSW, ebenfalls Partnereinrichtungen des HIU.
Die kanadischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehören dem NEST Netzwerk (Energy Storage Technology Network) an, das Forschende in Kanada zusammenbringt um Energiespeicher-Technologien der nächsten Generation zu entwickeln. Die Forschenden, die der Ryerson University, École Polytechnique de Montréal, University of Waterloo, University of Ottawa und Simon Fraser University angehören, besuchten verschiedene europäische Einrichtungen um Kooperationen im Rahmen von Forschungsprojekten auszuloten.
11.02.2019
Erstmals nutzt eine Forschergruppe erfolgreich Eierschalen als Elektrode für Energiespeicher
Bioabfall in Form von Hühner-Eierschalen erweist sich als sehr effektiv für die Energiespeicherung. In der Zeitschrift Dalton Transactions, der Royal Society of Chemistry, stellen die Wissenschaftler das nachhaltige Speichermaterial vor, dass einen kostengünstigen Lithium-Ionen-Kondensator ermöglichen könnte.
Hühnereier werden weltweit in großen Mengen in der Lebensmittel-, Pharma- und Fertigungsindustrie sowie für Haushaltszwecke eingesetzt. Nach der Verwendung des Eies werden die Schalen jedoch weggeworfen und als Bioabfall auf Deponien entsorgt. Die Schale besteht aus einen Verbundwerkstoff aus Calciumcarbonat (CaCO3) und einer proteinreichen Fasermembran. „Es gibt überraschenderweise immer wieder neue Beispiele, in denen Naturstoffe gute bis sehr gute Voraussetzungen mitbringen, um daraus Materialien für elektrochemische Speicher herzustellen“, erklärt Professor Maximilian Fichtner vom HIU.
Fichtner entdeckte zusammen mit australischen Kollegen die vielversprechenden elektrochemischen Eigenschaften von Hühner-Eierschalen, die durch einen hohen Anteil an CaCO3 Lithium gut speichern können. Das Eierschalenpulver wurde als Elektrode gegen eine metallische Lithium-Anode in einem nichtwässrigen Elektrolyten verwendet. Bei über 1000 Lade- und Entladezyklen hielt die Test-Zelle eine Kapazität von 92% aufrecht. Verwendet wurden von den Eierschalen sowohl die verkalkte Schale als auch die Schalenmembranen einschließlich der inneren und äußeren Membranen. Die Forscher wuschen, trockneten und zerkleinerten die Schalen zu einem Pulver und erhielten ein leitfähiges Material.
Eierschalenabfälle kamen bislang in einer Reihe von Anwendungen zum Einsatz, darunter Biokeramik, Kosmetika oder in der Farbstoffindustrie. Gleichzeitig hat die proteinreiche, faserige Eierschalenmembran als Separator in Superkondensatoren fungiert. Als Elektrode fanden die Bioabfälle nun weltweit erstmals Verwendung. Um die Leistungsfähigkeit des Materials zu verbessern und einen breiten Einsatz zu ermöglichen, ist nun weitere Forschung und ein detailliertes Verständnis des elektrochemischen und physikalischen Verhaltens des Materials erforderlich.
Bio-waste chicken eggshells to store energy.
Minakshi, M.; Visbal, H.; Mitchell, D. R. G.; Fichtner, M. 2018. Dalton transactions, 2018 (47), 16828–16834. doi:10.1039/c8dt03252a
08.02.2019
10:00 – 12:00 Uhr
Universität Ulm
Medizinische Klinik
Hörsaal Innere Medizin (O23)
Albert-Einstein-Allee 23
89081 Ulm
Um Anmeldung wird gebeten bis 1.2.2019 unter einladung(at)uni-ulm.de
12:00 -14:00 Uhr
Stehempfang im Foyer der Medizinischen Klinik Infostände und Exponate: Das Helmholtz-Institut Ulm (HIU), das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff -Forschung Baden-Württemberg (ZSW), das Institut für Elektrochemie der Universität Ulm und das Center für Electrochemical Energy Storage (CELEST) präsentieren anschaulich den aktuellen Stand und die zukünftige Entwicklung von Batterien und Brennstoffzellen. Die Graduiertenschule Electrochemical Energy Storage (GS-EES) zeigt Zukunftsperspektiven für den wissenschaftlichen Nachwuchs auf.
Das Programm finden Sie hier (Programm_Dies_academicus_2019)
07.02.2019
Die 25 Forschungsgruppenleiter und weitere Verantwortliche des neuen Exzellenzclusters, das den Namen POLiS (Post Lithium Storage) trägt, fanden sich am HIU ein um in der Hauptversammlung die Weichen für einen schnellen und erfolgreichen Start der Forschungsarbeit zu stellen. Prof. Joachim Ankerhold, Vizepräsident der Universität Ulm, betonte in seinem Grußwort, wie gut sich die beiden Standorte Ulm und Karlsruhe in ihren Spezialisierungen in der Batterieforschung ergänzen und hob als ersten erfolgreichen Beleg das HIU hervor. Prof. Maximilian Fichtner, der zum Sprecher des Exzellenzclusters gewählt wurde, erinnerte daran, dass von insgesamt fünf Anträgen aus der Batterieforschung für ein Exzellenzcluster lediglich der POLiS-Antrag die ersten Bewerbungsrunde überstand. Aufgrund der Vielzahl an Forschungsgruppen und neuen Projekten beziehen die Mitarbeiter des Clusters ab März eine neues Forschungsgebäude auf dem Campus der Universität Ulm.
Die Forschung des Clusters konzentriert sich auf sogenannte Post-Lithium Batterien, also Batterien die komplett ohne Lithium auskommen. Ein Grund dafür ist, dass bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien die maximale Speicherkapazität nahezu erreicht ist. Andererseits birgt die Gewinnung der Bestandteile – wie Kobalt, Graphit und Lithium – politische, ökologische und wirtschaftliche Risiken. Ressourcenknappheit und die unsichere politische Situation einiger Länder mit großen Vorkommen könnten zu Versorgungsengpässen führen. Auch die Gewinnung von z.B. Kobalt ist in vielen Fällen mit hohen Umweltauswirkungen verbunden. Um Fortschritte in der Leistungsfähigkeit zu erzielen und Batterien nachhaltiger zu machen, muss die Entwicklung neuer, alternativer Speichermaterialien und Konzepte vorangetrieben werden. Die Elektrochemiker, Materialwissenschaftler und Modellierer des Clusters untersuchen als alternative Ladungsträgern Natrium, Magnesium oder Aluminium. Ziel ist es, die gesamte Entwicklungskette einer Batterie, von der Grundlagenforschung am Material bis zum Technologietransfer, abzudecken.
Ende September letzten Jahres hatte die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Anja Karliczek, den gemeinsamen Antrag für ein Exzellenzcluster des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Ulm, zusammen mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW) und der Universität Gießen für bewilligt erklärt.
26.01.2018
Vom 23. bis 25. Januar 2019 veranstaltete das Kompetenznetzwerk Lithium-Ionen-Batterien (KLiB) mit Unterstützung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) das Batterieforum Deutschland. Bereits zum siebten Mal brachte der interdisziplinäre und branchenübergreifende wissenschaftlich-technische Kongress Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen, aus der Industrie sowie Politiker zusammen, um im Dialog ein interdisziplinäres Verständnis von Batterien zu entwickeln.
Am ersten Tag betrachteten eingeladene Referenten aus Industrie, Wissenschaft und Politik das Thema Batterie in Deutschland in ihren Vorträgen aus unterschiedlichen Perspektiven. An den beiden folgenden Tagen wurden aktuelle wissenschaftlich-technische Schwerpunkte diskutiert. Prof. Maximilian Fichtner, stellvertretender Direktor des HIU, moderierte den Themenblock „Rohstoffe – Verfügbarkeit und Marktszenarien“. Dr. Timo Danner aus der Forschungsgruppe Multiphysikalische Modellierung präsentierte seine Ergebnisse zur Fertigung und Simulation hochkapazitiver, strukturierter Elektroden und Dr. Marcel Weil, Gruppenleiter von Ressourcen, Umwelt & Nachhaltigkeit, skizzierte in seinem Vortrag Szenarien für den Ressourcenbedarf für Energiespeicher bis 2050.
17.12.2018
Zum dritten Mal nacheinander wurde Stefano Passerini auch 2018 von Clarivate Analytics als „Highly Cited Researcher“ im Web of Science ausgezeichnet. Seine Forschungsarbeiten gehören erneut zu dem ersten ein Prozent der am meistzitierten Arbeiten auf seinem Forschungsgebiet und haben damit einen besonderen Einfluss in der Batterieforschung.
Stefano Passerini ist seit Januar 2014 als Professor am HIU tätig und seit 2018 Direktor des Instituts. Er arbeitet seit 30 Jahren an der Entwicklung von Materialien und Systemen für elektrochemische Energiespeicherung. Mit seiner Forschung konzentriert er sich auf das grundlegende Verständnis und die Entwicklung von Materialien für Lithium-Batterien, wie z.B. ionische Flüssigkeiten, Polymer Elektrolyte und Elektrodenmaterialien. Passerini ist Mitverfasser von über 500 Veröffentlichungen und im dritten Jahr in Folge einer der meistzitiertesten Forscher auf seinem Gebiet. Zudem hat bereits etliche neuentwickelte Materialien patentieren lassen.
11.12.2018
Wiederaufladbare Magnesium-Batterien sind einer der vielversprechenden Kandidaten für die nächste Generation von Batterien. Trotz der jüngsten Fortschritte bei der Entwicklung stellt der langsame Transport der doppelt geladenen Magnesium-Ionen in Speichermaterialien eine der größten Herausforderungen bei der Realisierung von wiederaufladbaren Magnesium-Batterien dar.
Nun ist ein wichtiger Durchbruch gelungen, um die schleppende Kinetik in der Magnesium-Batterie zu überwinden, die durch die starke Wechselwirkung zwischen den doppelt geladenen Magnesium-Ionen und dem Interkalationswirt verursacht wird. So konnte in geschichteten Molybdändisulfid-Strukturen die Einlagerungskinetik durch den Einsatz von solvatisierten Magnesium-Ionen ([Mg(DME)x]2+) deutlich gesteigert werden. Die HIU-Studie zeigt, dass die hohe Ladungsdichte von Magnesium-Ionen durch Dimethoxyethan-Solvatation abgeschwächt werden kann. Dadurch wird die Magnesium-Ionen-Diffusion erleichtert.
Möglicherweise kann dieses Konzept auch auf andere Wirtsstrukturen ausgedehnt werden. Dies würde die Entwicklung von Magnesium-Batterien deutlich vorantreiben.
Link: Die Veröffentlichung finden Sie hier
08.12.2018
12-17 Uhr
In der Wissenschaftsstadt Ulm ist ein Zentrum für Forschung, Entwicklung und Anwendung von Energietechnologien und Mobilitätskonzepten entstanden. Am Aktionstag geht es um den Stand der Batterieforschung, neue Batterie-Materialien und die Frage, wie sich Wasserstoff und Brennstoffzellen für eine nachhaltige Mobilität einsetzen lassen. Aus der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder wird die Batterieforschung der Universität Ulm und ihrer Antragspartner umfangreich gefördert.
Die Universität Ulm, das Helmholtz Institut Ulm (HIU), das Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und das Weiterbildungszentrum für innovative Energietechnologien der Handwerkskammer Ulm (WBZU) bieten in der Helmholtzstraße ein attraktives Programm mit Vorträgen, Führungen und Praxisdemonstrationen (u.a. Wasserstofftankstelle und wasserstoffbetriebenes Brennstoffzellenfahrzeug).
22.11.2018
Prof. William S. Price von der Western Sydney University hielt im Rahmen des HIU Seminars einen Vortrag zu „Performing Accurate NMR Diffusion Measurements of Electrolytes“. Er ist international bekannt für seine Arbeit an Magnetresonanztechniken zur Messung der Moleküldynamik. Seine Forschungsschwerpunkte umfassen biologische und medizinische Physik, Magnetresonanz und physikalische Chemie. Seine Forschung findet direkte Anwendung bei einer Vielzahl von praktischen Problemen wie Krebsbehandlung, pharmazeutischen Vorsorgeuntersuchungen und Elektrolytsystemen. Price hat ein Buch, 26 Buchkapitel und 156 wissenschaftliche Artikel veröffentlicht. Zudem ist er Präsident der Australian and New Zealand Society for Magnetic Resonance.
21.11.2018
Fünf Professoren, die am HIU eine Forschungsgruppe leiten, stellten bei der „Langen Nacht der Chemie“ ihre Forschung, Abschlussarbeitsthemen und Karrierewege am HIU vor. Die Veranstaltung wurde zum dritten Mal von der Fachschaft Chemie der Uni Ulm organisiert. Rund 90 Bachelor-Studierende aus dem fünften Fachsemester der Studiengänge Chemie, Wirtschaftschemie und Chemieingenieurwesen informierten sich über ihre möglichen Zukunftswege.
Das HIU sieht es als eine seiner Kernaufgaben, Nachwuchswissenschaftlern ideale Rahmenbedingungen zu bieten. Das zukunftsträchtige und internationale Umfeld des Instituts eröffnet interessierten Studierenden und Doktoranden verschiedene Möglichkeiten, sich mit Studienarbeiten, Bachelor- und Masterarbeiten und Promotion zu qualifizieren. Ergänzend zu dem oft theorielastigen Studium an Universitäten bietet das HIU Studierenden naturwissenschaftlich-technischer Orientierung die Chance, sich praktische Erfahrungen anzueignen.
