Großprojekt für die Erforschung von Energiespeichern

07.09.2016
 

An der RWTH entsteht bis 2020 ein Zentrum zur grundlegenden Erforschung der Alterung von Batteriematerialien und leistungselektronischen Systemen. Der Wissenschaftsrat hat für das „Center for Ageing, Reliability and Lifetime Prediction of Electrochemical and Power Electronic Systems“, kurz CARL, knapp 60 Millionen Euro Fördergelder vom Bund und vom Land NRW bewilligt.

Sprecher des Projektes ist Prof. Dirk Uwe Sauer vom Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe.

Die Grundidee, die hinter der Konzeption von CARL steht, erläutert Prof. Sauer folgendermaßen: „Wir wollen bis zur Atom- und Kristallebene verstehen, wie Energiespeicher funktionieren und auf unterschiedliche Anforderungen reagieren“, denn die Fragen der Verbindungen für Leistungshalbleiter, wie sie etwa in Elektrofahrzeugen oder Windkraftanlagen eingesetzt werden, seien z.B. ganz ähnlich. "Erst wenn wir die physikalisch-chemischen Prozesse kennen, können wir Systeme produzieren, die ohne Überkapazitäten oder Redundanzen arbeiten.“

Drei Laborbereiche

Mit den Fördermitteln werden drei große Laborbereiche errichtet, die das Herzstück von CARL bilden. Im ersten wird es Prüfstände für Belastungs- und Umweltsimulationen geben. Es geht beispielsweise um elektrische, mechanische, chemische oder klimatische Einflüsse auf Material und Systeme von Batterien und Leistungselektronik. Hier werden Alterungsprozesse quasi im Zeitraffer ablaufen und analysiert, um deren Ursachen im Detail erforschen zu können.

Der zweite Labor-Bereich befasst sich mit dem Bau von Prototypen. Die Leistungsfähigkeit ganzer Systeme oder auch einzelner Bauteile soll hier untersucht werden, um beispielsweise Material- oder Konstruktionsfehler frühzeitig ausschließen zu können.

Der dritte Laborbereich widmet sich schließlich der physikalisch-elektrochemischen Analyse. Mit Hilfe einer Analysekette für Struktur- und Materialuntersuchungen, zu der unter anderem ein hochmoderner Computer-Tomograph mit bisher nicht erreichter Auflösung zählen wird, können die Strukturen des Materials bis zur atomaren Auflösung untersucht und analysiert werden.

CARL ist eine interdisziplinäre Forschungseinrichtung, an der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von zehn Kernprofessuren und rund 20 weiteren Lehrstühlen und Instituten der RWTH und des Forschungszentrums Jülich wegweisende Forschung betreiben können. Darunter befinden sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Disziplinen Chemie, Physik, Mathematik, Informatik oder Materialwissenschaft, Maschinenbau und Elektrotechnik.

vollständige Mitteilung der RWTH Aachen