Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Effiziente Energiespeicher im Fokus

15.02.2017

Nachwuchswettbewerb „NanoMatFutur“: BMBF fördert Projekt von Dr. Matthias Elm mit rund 1,4 Millionen Euro – Neue Nachwuchsgruppe am Zentrum für Materialforschung der Universität Gießen

Dr. Matthias Elm wird im neu gegründeten Zentrum für Materialforschung (LaMa) der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) eine Nachwuchsgruppe aufbauen. Im Rahmen des Nachwuchswettbewerbs „NanoMatFutur“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) konnte sich der Nachwuchswissenschaftler mit seinem Projekt „NIKO – Nanostrukturierte Ionenleiter-Komposite als Schlüsselkomponenten für effiziente Energiespeicher- und -wandlertechnologien“ durchsetzen.


Schematische Darstellung des Funktionsprinzips einer Batterieelektrode (links) und einer Sauerstoffmembran (rechts) auf Basis der nanostrukturierten Komposit-Materialien.

Grafik: Dr. Matthias Elm

Dr. Matthias Elm erforscht die Eigenschaften nanostrukturierter Komposit-Materialien für Anwendungen im Bereich der Sauerstoffmembranen und Lithiumionen-Batterien. Das BMBF fördert sein Projekt für die nächsten fünf Jahre mit rund 1,4 Millionen Euro.

„Die Materialforschung hat als Querschnittstechnologie eine große Bedeutung“, so JLU-Präsident Prof. Dr. Joybrato Mukherjee. „Ich freue mich sehr darüber, dass die JLU mit der Nachwuchsgruppe von Dr. Elm weitere Impulse in diesem innovativen Forschungsgebiet setzen kann und gratuliere ihm herzlich zu diesem Erfolg.“

Sauerstoffmembranen und Lithiumionen-Batterien spielen in modernen Energiespeicher- und -wandlertechnologien eine entscheidende Rolle. Die Membranen dienen sowohl als Filter zur Herstellung von reinem oder auch chemisch aktiviertem Sauerstoff, der als Oxidationsmittel benötigt wird. Lithiumionen-Batterien werden in immer stärkerem Maße als Energiespeicher eingesetzt.

Die Speichereigenschaften der Batterien zu verbessern und die Betriebstemperatur von Sauerstoffmembranen zu senken, sind hierbei wichtige Aufgaben. In beiden Anwendungen spielen sogenannte ionisch/elektronisch gemischte Leiter eine zentrale Rolle. Diese Materialien benötigen gleichzeitig eine sehr hohe ionische und auch elektronische Leitfähigkeit, was in einphasigen, homogenen Stoffen nur selten erreicht wird.

Die Entwicklung von mehrphasigen Komposit-Materialien, in denen gute Ionenleiter mit guten Elektronenleitern kombiniert werden, könnte eine deutliche Leistungssteigerung in beiden Anwendungsbereichen ermöglichen. Insbesondere die Eigenschaften der entstehenden Grenzflächen könnten hierbei der Schlüssel zum Erfolg sein.

Die Nachwuchsgruppe von Dr. Matthias Elm wird im Rahmen des Projektes neue Methoden zur Herstellung von Komposit-Materialien mit besonderen Transporteigenschaften entwickeln. Dazu werden die physikalischen Methoden der Mikro- und Nanostrukturierung auf ionenleitende Systeme übertragen.

Insbesondere sollen die inneren Grenzflächen derart modifiziert werden, dass eine signifikant erhöhte Lithium-Speicherfähigkeit bzw. ein schnellerer Transport für Sauerstoff erreicht wird. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern sollen mit Hilfe der Komposite Feststoffbatterien mit optimierten Kathodeneigenschaften sowie funktionstüchtige Sauerstoffmembrane mit reduzierter Betriebstemperatur realisiert werden.

Dr. Matthias Elm (Jahrgang 1980) studierte Physik an der Philipps-Universität in Marburg. 2010 promovierte er an der JLU in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter J. Klar am I. Physikalischen Institut auf dem Gebiet granularer Hybridstrukturen. Anschließend forschte er ein Jahr in Japan am „Research Center for Integrated Quantum Electronics“ an der Hokkaido University in Sapporo, wo er sich mit dem Wachstum und der Charakterisierung ferromagnetischer Nanocluster für spintronische Anwendungen beschäftigte.

Nach seiner Rückkehr nach Gießen weitete er 2013 seine Forschungsaktivitäten auf den Bereich der Festkörperchemie am Physikalisch-Chemischen Institut in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jürgen Janek aus, wobei der Schwerpunkt auf Untersuchungen der Transporteigenschaften von nanostrukturierten ionischen und gemischtleitenden Oxiden liegt. Im Zentrum für Materialforschung (LaMa) der JLU leitet er seit Februar 2017 die neue „NanoMatFutur“-Nachwuchsgruppe „Nanoionik und Nanoelektronik“.

Kontakt

Dr. Matthias Elm
Zentrum für Materialforschung
Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-33147/-34522
E-Mail: matthias.elm@exp1.physik.uni-giessen.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-giessen.de/ag_elm

Lisa Dittrich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro
21.02.2018 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

nachricht Eva Luise Köhler Forschungspreis für Seltene Erkrankungen 2018 für Tübinger Neurowissenschaftler
21.02.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Von Hefe für Demenzerkrankungen lernen

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Sektorenkopplung: Die Energiesysteme wachsen zusammen

22.02.2018 | Seminare Workshops

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics