Institutspartnerschaft zwischen Freiberg und Nowosibirsk

Seit Januar 2017 fördert die Alexander von Humboldt-Stiftung im Rahmen des Alumni-Programms mit 55.000 Euro für zwei Jahre eine Forschungskooperation zwischen der TU Bergakademie Freiberg und der Sibirischen Regionalabteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften in Nowosibirsk.

Projektlogo PhosCarPartner des Forschungsvorhabens „Development of Phosphorus-Carbon Nanotube Materials for Energy Storage Devices“ (kurz PhosCar) sind das Institut für Experimentelle Physik der TU Bergakademie Freiberg unter der Leitung von Prof. Dr. Dirk C. Meyer und das Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry in Nowosibirsk (NIIC). Projektkoordinatoren sind in Freiberg Dr. Anastasia Vyalikh und Dr. Tilmann Leisegang, auf russischer Seite Institutsdirektor Professor Dr. Vladimir Fedin, akademisches Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften und Humboldt-Fellow in den Jahren 1992 und 1997.

Mit dem NIIC besteht seit 2014 eine enge Zusammenarbeit im Bereich der Energiematerialien. Gefördert wird die Zusammenarbeit vom interdisziplinären Exzellenzzentrum „German-Russian Interdisciplinary Science Center“ sowie durch die Forschungs- bzw. Wissenschaftsministerien beider Länder, im Rahmen der ersten Kooperationsinitiative des Ioffe-Röntgen-Instituts (Verbundprojekt SyNeSteSia). „Das Vorhaben ist insbesondere vor dem Hintergrund der Energiewende bedeutend“, erklärt Prof. Dr. Dirk C. Meyer.

Im wissenschaftlichen Fokus des Projektes liegen die Entwicklung und Untersuchung chemischer Prozesse und Strukturveränderungen an Phosphor-Kohlenstoff Nanohybrid-Materialien, deren besondere mechanische Stabilität sowie elektrische Leitfähigkeit nachgewiesen wurden. Dafür werden die Elektrodenmaterialien mit phosphorgefüllten Kohlenstoff-Nanoröhren von verschiedener Geometrie und variierendem Phosphorgehalt in Novosibirsk hergestellt und für die Charakterisierung mittels In-situ- und Ex-situ-Methoden in Freiberg eingesetzt. Für die In-situ-Charakterisierungen wurde ein Messaufbau am Institut für Experimentelle Physik entwickelt und an Li-Ionen-Akkumulatoren getestet, die das NIIC herstellte. Durch die Möglichkeit des Autotunings im Messaufbau ist es möglich, mehrere für Kernspinresonanzspektroskopie aktive Elemente während eines Zyklus der elektrochemischen Zelle sequenziell zu untersuchen und dadurch die Informationstiefe über die elektrochemischen und strukturellen Vorgänge zu erhöhen. „Der ebenso vorgesehene Einsatz der Röntgenanalytik und Impedanz-Spektroskopie wird ein tieferes Verständnis der Strukturveränderungen ermöglichen, da neuartige Informationen über die Struktur neuer Elektrodenmaterialien, die Ionenmobilität und den elektronischen Zustand zu erwarten sind“ führt Dr. Anastasia Vyalikh aus.

Die Förderung wird für Forschungsbesuche sowie für die Organisation eines Symposiums am 14. Juni 2017 in Freiberg verwendet. Im Mittelpunkt des Symposiums, das Teil der „3rd Freiberg Conference on Electrochemical Energy Storage Materials“ ist , steht das Thema „Advanced approaches for studying electrochemical energy storage and conversion“. Ziel des Symposiums ist die Etablierung einer Plattform für die Verbreitung und Kommunikation der Projektergebnisse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, wobei insbesondere jungen Nachwuchswissenschaftlern die Möglichkeit zur aktiven Diskussion mit Experten aus Deutschland, Russland und anderen europäischen Ländern angeboten werden soll.