Nachwuchswissenschaftler tüfteln an der übernächsten Batterie-Generation

Tina Nestler gehört zu den Nachwuchswissenschaftlern am Institut für Experimente
Unter Leitung von Prof. Dirk C. Meyer und Dr. Tilmann Leisegang forschen junge Nachwuchswissenschaftler vom Institut für Experimentelle Physik im Projekt „CryPhysConcept“ an Lösungen für elektrochemische Energiespeicher. Damit leisten sie einen Beitrag zur Energiewende und zur Elektromobilität.

Seit 2013 arbeiten Freiberger Wissenschaftler aus verschiedenen Fachrichtungen – wie zum Beispiel Angewandte Naturwissenschaften, Werkstoffwissenschaften, Chemie oder Physik – gemeinsam im Verbundprojekt „CryPhysConcept – Mit Kristallphysik zum Zukunftskonzept elektrochemischer Energiespeicher“. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten Projekt arbeiten die Nachwuchswissenschaftler gemeinsam mit Partnern wie dem Fraunhofer IWS in Dresden, dem Fraunhofer THM in Freiberg oder dem Kurt-Schwabe-Institut in Meinsberg daran, passende und ressourcenschonende Materialien für die Energiespeicher der Zukunft zu entwickeln.

Die ambitionierten Konzepte – bisher wurden 6 Patente eingereicht – bringen erste Ergebnisse und bleiben nicht unbeachtet: Falk Meutzner, Mitarbeiter der AG Verbindungshalbleiter und Festkörperspektroskopie an der TU Bergakademie Freiberg, wurde vergangenes Jahr auf der Konferenz der jungen Kristallographen mit einem Posterpreis für seine Methode zum Auffinden neuer Festkörper-Natriumleiter ausgezeichnet. Das Verfahren wurde vor kurzem auch in der Fachzeitschrift Chemistry – A European Journal veröffentlicht (DOI 10.1002/chem.201501975). Ziel des Ansatzes ist es, künftig die zu identifizierenden Materialien zu synthetisieren und herauszufinden, ob diese einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von stationären Speichern leisten können. 

Auch beim Mitteldeutschen Rundfunk wurde im Rahmen des energieautarken Hauses in Freiberg über die Batterie-Forschung an der TU Bergakademie Freiberg berichtet. In einem Interview erklärte Tina Nestler, Doktorandin am Institut für Experimentelle Physik, welche Fortschritte die Universität bei der Entwicklung von Niedertemperatur-Natrium-Schwefel-Batterien macht. Tina Nestlers eigene Forschung konzentriert sich auf ein anderes Post-Lithium-Konzept: „Mein Ziel ist es, geeignete Materialien für eine wiederaufladbare Aluminium-Ionen-Batterie zu finden.“ Aluminium als Anodenmaterial sei deshalb so interessant, weil es das häufigste Metall in der Erdkruste ist und hohe Volumen-Kapazitäten verspricht. Bisher gebe es allerdings nur wenige Untersuchungen zu diesem Thema.

Zurzeit untersucht Tina Nestler mögliche Festkörper-Ionen-Leiter für Aluminium und betritt damit gänzlich Neuland. Umso mehr freute sie sich über das großer Interesse und die Anerkennung ihrer bisherigen Ergebnisse auf der Tagung der „European Materials Research Society“ im September dieses Jahres in Warschau mit über 1000 Teilnehmern. Auf der Tagung wurde ihr Beitrag über Festkörperelektrolyte für Dünnschicht-Aluminium-Ionen-Batterien mit dem „ best student presentation award“  ausgezeichnet. Ihrer Arbeit kamen dabei die gesammelten Erfahrungen während eines Forschungsaufenthaltes an der Staatlichen Universität Moskau in der Arbeitsgruppe von Prof. E. V. Antipov und Dr. D. M. Itkis zu gute. Finanzieren konnte sich Tina Nestler den einmonatigen Austausch mit einem Stipendium des „German-Russian Interdisciplinary Science Center“. Dieses Jahr kommen mithilfe des Programms noch zwei russische Doktoranden in die Arbeitsgruppe nach Freiberg, um die Zusammenarbeit weiter zu vertiefen.

„Wir haben uns in den letzten Jahren wichtige Bereiche in der Elektrochemie erschlossen, insbesondere hinsichtlich der Nutzung kristallchemischer und kristallphysikalischer Methoden, und sind damit international sichtbar geworden.“ fasst Prof. Dirk C. Meyer die Aktivitäten des Instituts für Experimentelle Physik zusammen, das im Juni zum zweiten mal Ausrichter der „International Freiberg Conference on Electrochemical Storage Materials – ESTORM“ war. Die Ergebnisse der ersten Tagung sind in den anerkannten „AIP Proceedings“ im Juni 2014 unter dem Titel „Review on Electrochemical Storage Materials and Technology“ (http://scitation.aip.org/content/aip/proceeding/aipcp/1597) erschienen und zählten mehrfach hintereinander zu den „Most read this month“.