20.02.2017
Die Forschungsgruppenleitenden Professor Stefano Passerini, Professor Jens Tübke und Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens nahmen an einem taiwanesisch-deutschen Workshop zu hochentwickelten Akku-Technologien in der Cheng-Kung-Nationaluniversität in Tainan teil. Der vom BMBF und dem taiwanesischen Ministerium für Wissenschaft und Technologie initiierte Workshop sollte dazu dienen, gemeinsame Aktivitäten der Batterieforschung zu entwickeln. Führende Batterieforschende beider Länder trafen sich am 7. und 8. Februar um ihre aktuellen Forschungsergebnisse vorzustellen und über förderliche Kooperationen zu beratschlagen.
02.02.2017
Im Rahmen eines durch die Vector Stiftung geförderten dreijährigen Projektes wird Dr. Dominic Bresser mit drei Doktoranden neuartige Elektrodenmaterialien basierend auf einer Kombination von Konversions- und Legierungsreaktionen untersuchen. Die Erkenntnisgewinne sollen genutzt werden, um neue Materialien zu entwickeln, die eine verbesserte Energie- und Leistungsdichte der anschließend charakterisierten Vollzellen ermöglichen. Bresser erhofft sich durch seine Forschung weitere Fortschritte bei batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen in puncto Sicherheit, Ladezeit und Reichweite.
Dominic Bresser arbeitet derzeit als Post-Doc am HIU. Vorher forschte er als Post-Doc und Enhanced Eurotalents Stipendiat am Commissariat a` l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) in Grenoble (Frankreich) in der Forschungsgruppe von Dr. Sandrine Lyonnard. Er promovierte in der Forschungsgruppe von Professor Stefano Passerini an der Universität Münster und am HIU mit der Untersuchung nanostrukturierter Aktivmaterialien für lithiumbasierte Batterien. Bresser ist Mitverfasser von mehr als 40 wissenschaftlichen Veröffentlichungen, einschließlich zwei Buchkapiteln und mehreren internationalen Patentenanmeldungen.
Eine erste mit dem Forschungsprojekt verknüpfte Publikation finden Sie hier.
26.01.2017
Im HIU trafen sich die Partner des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundvorhabens FELIZIA (Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in automobilen Anwendungen) um die aktuellen Forschungsergebnisse vorzustellen und weitere Schritte zu koordinieren.
Herausforderungen wie höhere Reichweite und Reduktion der Kosten verhindern bisher eine breite Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen. Heutige Prognosen zeigen zudem, dass für die weiter steigenden Anforderungen an elektromobile Energiespeicher innovative Lösungen benötigt werden, um die technologischen Grenzen von konventionellen Lithium-Ionen-Zellen zu überwinden.
Der Schwerpunkt des Verbundvorhabens FELIZIA liegt auf der Erforschung keramischer Werkstoffe, die es ermöglichen sollen, die Energiedichte der Batteriezellen im Vergleich zu konventionellen Materialien deutlich zu erhöhen und dadurch die Reichweite von Elektromobilen und die Integration der Elektromobilität zu steigern. Das Konsortium hat sich die Erforschung einer Feststoffbatterie und die Prüfung von deren Eignung für automobile Anwendungen zum Ziel gesetzt. Es ist geplant, einen neuartigen Ansatz zu verfolgen, bei dem der Fokus nicht nur auf einer Komponente der Zelle liegt, sondern Anode, Kathode und Festelektrolyt gleichzeitig erforscht werden, um eine abgestimmte Zellkonfiguration zu erhalten. Mit Hilfe geeigneter Festelektrolyte, neuartiger Kathodentechnologie (Konversions- und Hochvoltmaterialien) und lithiumbasierter, hochkapazitativer Anoden soll es gelingen, sichere Lithium-Batteriezellen mit langer Lebensdauer und signifikant erhöhter Energiedichte zu realisieren. Die im Rahmen des Verbundvorhabens FELIZIA entwickelten Zellen sollen das Potenzial besitzen, in ihren jeweiligen Eigenschaften mindestens die Ziele, die die Nationale Plattform Elektromobilität bezüglich herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien für 2020+ definiert hat, zu erfüllen.
Das Forschungsnetzwerk besteht aus den sechs Forschungseinrichtungen und Universitäten HIU, KIT, Forschungszentrum Jülich, Friedrich-Schiller-Universität Jena, TU München, Justus-Liebig-Universität Gießen sowie den vier Industrieunternehmen BMW, BASF, VW und Schott. Damit ist es durch seine wissenschaftliche und wirtschaftliche Kompetenz so aufgestellt, dass es einen ganzheitlichen Ansatz zur erfolgreichen Bearbeitung der Fragestellungen gewährleistet. Das Projekt besitzt noch eine Laufzeit bis Ende des Jahres 2018.
25.10.2016
Vertreter von fünf europäischen Forschungseinrichtungen (des HIU, des französischen Kommissariats für Atomenergie und alternative Energien, Dänemarks Technischer Universität, der schwedischen Universität Uppsala und des slowenischen Kemijski Instituts) trafen sich am HIU zum Auftakt des von der EU geförderten Projektes „LiRichFCC”, in dem ein neues Konzept für Kathodenmaterialien bei Lithium-Ionen-Batterien erforscht wird.
Kürzlich hatten Forschende des HIU unter Leitung von Prof. Maximilian Fichtner ein neues Kathodenmaterial entwickelt, basierend auf einem neuen Speicherprinzip, das deutlich höhere Energiespeicherdichten als bisher bekannte Systeme bietet. Statt Lithium-Ionen in eine großformatige Matrix einzulagern, sollen leerstehende Plätze in Kristallgittern mit kubisch dichtester Kugelpackung (FCC) selbst genutzt werden. Ziel des gestarteten Projekts ist es, die entwickelten Materialien mit einem interdisziplinären und kooperativen Ansatz weiter zu erforschen und eine Basis für die Entwicklung völlig neuer Technologien zu entwickeln. Die Interaktion der Materialien mit Lithium muss in den Details noch verstanden werden. Das Projekt wird Computersimulation, chemische Analyse und Materialforschung nutzen, um Zusammensetzung, Synthese, Struktur und Dynamik der neuen Materialklasse zu bestimmen sowie um deren Lebensdauer zu verbessern. Damit könnten kommende Generationen von Batterien mit größerer Energie- und Leistungsdichte möglich werden.
Die EU fördert mithilfe von „Research & Innovation Action“ (RIA) Kooperationen zwischen internationalen Forschungspartnern mit bis zu fünf Millionen Euro für bis zu vier Jahre. Unter der Maxime „Neue Ideen für fundamental neue Technologien“ suchte die EU zukunftsweisende Projekte innerhalb des Forschungs-Rahmenprogramms „Horizon 2020“. Unter mehr als 800 RIA-Anträgen hat sie 13 zur Förderung ausgewählt, darunter das „LiRichFCC „-Projekt, koordiniert von Maximilian Fichtner und Christian Punckt vom Netzwerk NanoMat.
18.10.2016
Im Rahmen des vom 18. bis 20. Oktober stattfindenden German-Japan Joint Workshop on Advanced Secondary Battery Technologies, gemeinsam organisiert vom BMBF und der New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO), besuchten 14 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das HIU. Stefano Passerini und Mitarbeitende seiner Forschungsgruppe empfingen die Gruppe, die aus Forschenden von Universitäten und Forschungszentren aus allen Teilen Japans sowie hochrangigen Beamten der NEDO bestanden.
Die halbstaatliche New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) ist 1980 in Folge der zweiten Ölkrise ins Leben gerufen worden und dem Ministry of Economy, Trade and Industry (METI) unterstellt. NEDO ist bestrebt, die finanziellen, personellen und technischen Ressourcen der öffentlichen und privaten Sektoren zu koordinieren. NEDOs Schwerpunktaktivitäten sind u. a. die Entwicklung und Förderung von Neuen Energien und von Techniken zur Energieeinsparung und die Verwaltung von Forschungsprojekten im Bereich der Industrietechnik.
13.10.2016
13 Fachwissenschaftler aus Großbritannien, die in dem Bereich E-Mobilität/Batterieforschung arbeiten, besuchten auf ihrer dreitägigen Reise durch Baden Württemberg unter anderem das HIU. Dieser Besuch stellte den Gegenbesuch zu einer Delegationsreise nach Großbritannien im Oktober/November letzten Jahres dar. Prof. Joachim Ankerhold, Vizepräsident der Universität Ulm und gleichzeitig Direktoriumsmitglied des HIU, begrüßte die Wissenschaftler der Universitäten von London, Coventry, Warwick und Loughborough mit einem Überblick über die Innovationsregion Ulm und der Wissenschaftsstadt auf dem Eselsberg. Prof. Maximilian Fichtner führte in die Forschungsaktivitäten des HIU ein, bevor er die Gruppe gemeinsam mit Prof. Stefano Passerini durch die Chemie- und Physiklabore führte.
Ziel des Besuchs waren mögliche Kooperationen im Rahmen von Forschungsprojekten auf europäischer Ebene oder bilateraler Ebene. Die bilateralen Forschungskooperationen zwischen Deutschland und Großbritannien sind im Bereich E-Mobilität/Batterieforschung bislang wenig ausgeprägt. Aus diesem Anlass vereinbarten die Teilnehmenden Folgetreffen um die Zusammenarbeit zu konkretisieren.
Weitere Stationen der Delegationsreise waren das KIT und das ZSW, die Partnereinrichtungen des HIU. Der Besuch in BW stellte den Gegenbesuch zu einer Delegationsreise nach Großbritannien im Oktober/November letzten Jahres dar. Die Reise wurde von bw-i in Kooperation mit dem UK Science and Innovation Network sowie der baden-württembergischen Landesagentur e-mobil BW organisiert.
27.09.2016
Das Wissenschaftsfestival „Highlights der Physik“ findet vom 27. September bis zum 1. Oktober unter dem Motto „Mikrokosmos“ statt. Herzstück der Veranstaltung ist eine große interaktive Ausstellung auf dem Ulmer Münsterplatz, bei der auch das HIU an einem eigenen Stand Lithium-Ionen Batterien und alternative Batteriesysteme vorstellt. Die Ausstellung gliedert sich in die drei Bereiche „Physik und Leben“, „Messmethoden der Bio- und Quantenphysik“ und „Blick in die Quantenwelt“. Das Besondere an der Ausstellung ist, dass an jedem der fast 40 Stände Forscherinnen und Forscher aus der gesamten Bundesrepublik für Fragen zur Verfügung stehen.
Neben der von Ranga Yogeshwar moderierten Highlights-Show in der Ratiopharm Arena finden unter anderem Vorträge, Workshops für Schüler/innen und ein Einstein-Slam statt.
Das Festival, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) 2001 ins Leben gerufen wurde, wechselt von Jahr zu Jahr Veranstaltungsort und Thema. Es lockt jedes Jahr mehr als 30.000 Besucherinnen und Besucher an. Ulm ist die 16. Station. Veranstalter des diesjährigen Wissenschaftsfestivals ist neben dem BMBF und der DPG auch die Universität Ulm.
23.09.2016
Lithium-Ionen-Akkus versorgen Smartphones, Tablets, Laptops und in der Zukunft auch Elektroautos mit Strom. Allerdings bergen diese hocheffizienten und rentablen Energiespeicher aufgrund ihrer Zusammensetzung das Risiko der Entflammbarkeit: Die verwendeten unbeständigen, organischen Lösungsmittel, die einen niedrigen Entflammungspunkt aufweisen, erhöhen im Fall von Funktionsstörungen die Brandgefahr der Akkuzellen.
Italienische und deutsche Wissenschaftler unter der Leitung von Professor Jusef Hassoun, Universität Ferrara, und von Professor Stefano Passerini, Helmholtz-Institut Ulm des KIT, widmeten sich diesem Problem und konnten beachtliche Ergebnisse für sichere Batterien erzielen. Finanzielle Unterstützung erhielten sie dabei von der BMW Group.
Die Forscher ersetzten die organische Lösung in den Lithium-Ionen-Akkus durch ein bei Raumtemperatur geschmolzenes Salz, einer sogenannten ionischen Flüssigkeit. Dadurch konnte die Feuerbeständigkeit der Batterie wesentlich verbessert werden.
Ionische Flüssigkeiten sind bereits seit langer Zeit als schwer entflammbare Elektrolytkomponenten im Gespräch. Dennoch wurde die langfristige Effizienz von Batterien unter der Verwendung solcher Flüssigkeiten erst vor kurzem nachgewiesen. Die entwickelte Zelle ist in der Lage tausende Lade- und Entladezyklen ohne Verluste zu durchlaufen wie im Journal „Energy & Environmental Science“ der Royal Society of Chemistry berichtet wird:
Exceptional long-life performance of lithium-ion batteries using ionic liquid-based electrolytes
Giuseppe Antonio Elia, Ulderico Ulissi, Sangsik Jeong, Stefano Passerini and Jusef Hassoun; Energy & Environmental Science 2016, DOI: 10.1039/c6ee01295g
20.09.2016
Thomson Reuters nennt Stefano Passerini in seiner Liste der “World’s most influential scientific minds of 2015”. Die alljährliche Auflistung beinhaltet Autoren, deren Forschungsarbeit eine hohe Sichtbarkeit in Form von Zitierungen durch Wissenschaftskollegen besitzt. Ausgegangen wird von geschätzt neun Millionen weltweiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die jedes Jahr mehr als zwei Millionen Artikel veröffentlichen. Die überdurchschnittlich häufig zitierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wurden einem von 21 Spezialgebieten zugeordnet, basierend auf themenspezifischen Journalen, in denen sie ihre Artikel zwischen 2003 und 2013 publiziert haben. Der Bericht berücksichtigt zudem ein Ranking der „hottest researchers“, deren Artikel unmittelbar nach Veröffentlichung außergewöhnlich oft zitiert wurden.
Seit Januar 2014 ist Passerini als Professor am HIU tätig und seit Juli 2015 ist er auch stellvertretender 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 ionische Flüssigkeiten, Polymer-Elektrolyte und Elektrodenmaterialien. Passerini ist Verfasser von über 400 Veröffentlichungen.
14.09.2016
Dr. Kiran Chakravadhanula, Dr. Anji Reddy Munnangi und Dr. Alberto Varzi empfingen den Gast aus dem indischen Chennai, stellten ihm die Forschungsaktivitäten der einzelnen Gruppen und die hochtechnologisierte Infrastruktur vor. Prof. Gopalan ist stellvertretender Direktor des International Advanced Research Centre for Powder Metallurgy & New Materials (ARCI) und leitet dort das Centre for Automotive Energy Materials. Zu seinen Forschungsschwerpunkten zählen Hochtemperatur-Supraleiter, magnetische Materialien und Lithium-Ionen Batterien.
Das HIU kooperiert hauptsächlich über EU-Projekte mit Einrichtungen aller europäischen Länder, in denen Batterieforschung betrieben wird. Zudem findet ein intensiver Austausch mit amerikanischen, kanadischen und chinesischen Forschungszentren statt. HIU-Forschende bauten in den letzten zwei Jahren auch die Beziehungen zu indischen Universitäten und Forschungszentren aus, indem sie Einrichtungen in Mumbai, Delhi und Chennai besuchten und Vorträge hielten.
