Durch besseres Materialverständnis werden Lithium-Ionen-Batterien leistungsfähigerer und sicherer – Dr. David Henriques erfolgreich im BMBF-Nachwuchswettbewerb „NanoMatFutur“

Dr.-Ing. David Henriques erhält die Möglichkeit, an der Hochschule Mannheim die neue BMBF-Nachwuchsgruppe Kems4Bats aufzubauen, um eine ressourceneffizientere, nachhaltige Produktion moderner Lithium-Ionen-Batterien zu ermöglichen und sie sicherer und leistungsfähiger zu machen. Das BMBF fördert das Vorhaben im Rahmen des BMBF-Nachwuchswettbewerbs NanoMatFutur in den nächsten fünf Jahren mit rund 1,6 Mio. Euro. Außerdem steuern namhafte Partnerunternehmen weitere 1 Mio. Euro bei. Kems4Bats ist eines von bundesweit sieben Projekten, das 2020 für eine Förderung ausgewählt wurde. Als einziges Team aus einer Hochschule für angewandte Wissenschaften konnte sich die Hochschule Mannheim in einem hochkompetitiven Auswahlverfahren gegen Konkurrenz aus namhaften Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen durchsetzen. 

„Wir sehen die Förderung durch das BMBF als Anerkennung der Exzellenz der in der Fakultät für Maschinenbau der Hochschule Mannheim vor sechs Jahren aus dem Nichts aufgebauten und qualitativ kontinuierlich ausgebauten Arbeiten auf dem Gebiet der Batterieforschung“ so Prof. Dr.-Ing. habil. Torsten Markus, Dekan der Fakultät Maschinenbau an der Hochschule Mannheim.

Lithium-Ionen-Batterien kommen in vielen unterschiedlichen mobilen Geräten zum Einsatz, sei es in Laptops, Smartphones, Hochleistungswerkzeugen oder eben auch vermehrt in Elektroautos. Somit sind leistungsfähige und sichere Lithium-Ionen-Batterien essenziell für den Ausbau der Elektromobilität. 

Der wissenschaftliche Schwerpunkt in der Forschungsgruppe liegt auf der Bestimmung der Gas- und Wärmeentwicklung. Die Gasentwicklung innerhalb der Batterie kann unterschiedliche Gründe haben. Einer davon ist die Bildung der sogenannten Solid-Electrolyte-Interface. Dies ist eine Schutzschicht an der Anode. Sie ist maßgeblich für die Leistungsfähigkeit und Stabilität der Batterie verantwortlich. Auch Zersetzungsreaktionen der Batteriematerialien können zu einer starken Gas- und Wärmeentwicklung führen. Im schlimmsten Fall zum sogenannten Thermal Runaway, der die Batterie zerstört.

Die Forschungsgruppe Kems4Bats von Dr. Henriques wird dazu beitragen, eine sichere, nachhaltigere und saubere Mobilität zu entwickeln. Das Vorhaben hat zum Ziel, mit neuen experimentellen Analysemethoden grundlegende Werkstoffeigenschaften von zukünftigen Batteriematerialien der Elektromobilität zu bestimmen. 

Die Erkenntnisse aus der Forschungszusammenarbeit können direkt in der Produktion der beteiligten Unternehmen Verwendung finden und stärken so deren Wettbewerbsfähigkeit. 

Die Forschungsgruppe wird am interdisziplinär ausgerichteten Kompetenzzentrum CHARISMA an der Hochschule Mannheim angesiedelt. Zudem wird eng mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zusammengearbeitet. Dort findet der wissenschaftliche Austausch sowie die Betreuung der geplanten kooperativen Promotionen am Institut für Angewandte Materialien – Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP) statt. Das Institut wird von Herrn Prof. Dr. Hans Jürgen Seifert geleitet.

Die Erkenntnisse fließen aber auch in die Lehre an der Hochschule Mannheim ein. Hierzu wird Dr. Henriques ein spezielles Wahlfach für die Studierenden der Hochschule Mannheim anbieten. Ergänzt wird es durch Fachvorträge von Mitgliedern des industriellen Beirats, der das Vorhaben begleitet.
 


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