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Booster: Mit dem EU-Projekt BIG-MAP zehnmal schneller neue Batterien entwickeln

© Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC© Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Würzburg – Nachhaltige und kostengünstige Batterien werden beim Ausstieg aus fossilen Brennstoffen eine entscheidende Rolle spielen. Doch die Forschung braucht normalerweise Zeit, wenn beispielsweise unzählige Materialkombinationen möglich sind. Mit einem neuen Ansatz sollen künftig Batterien zehnmal schneller entwickelt werden können als heute.

Im EU-Projekt BIG MAP wollen Forscher die Art und Weise verändern, wie geforscht wird und Erfindungen gemacht werden. Davon erhoffen sich die Wissenschaftler eine deutliche Beschleunigung bei der zeitnahen Entwicklung nachhaltiger und ultrahochleistungsfähiger Batterien.

Das Problem: Lithium-Ionen Batterien - 20 Jahre von der Idee bis zum Produkt
Forschung ist normalerweise sehr zeitintensiv. „Im vergangenen Jahr ging der Nobelpreis für Chemie an die Erfinder der Lithium-Ionen-Batterie. Eine fantastische Erfindung, aber es dauerte 20 Jahre von der Idee bis zum Produkt - wir müssen in der Lage sein, es in einem Zehntel dieser Zeit zu schaffen, wenn wir nachhaltige Batterien für den grünen Übergang bereit haben wollen", sagt Tejs Vegge, Professor an der DTU Energy und Koordinator des Projekts BIG-MAP.

Die Lösung: Neu erfinden, wie man erfindet - Künstliche Intelligenz und Zukunftstechnologien kombinieren
BIG-MAP ist ein zentraler Bestandteil der groß angelegten und langfristigen europäischen Forschungsinitiative für Batterien, BATTERY2030+, an der 34 Partner aus 15 Ländern beteiligt sind. Dabei geht es nicht nur um eine nächste Batteriegeneration, sondern um eine neue effiziente Art, aus vorhandenem Wissen und digitaler Modellierung mit Künstlicher Intelligenz und ganz realen Forschenden schnell neue Lösungen zu finden.

"Wir müssen eine ganz neue wissenschaftliche Plattform und eine neue gemeinsame 'Batteriesprache' entwickeln, die es ermöglicht, mit künstlicher Intelligenz Daten aus allen Teilen der Forschungs- und Entwicklungs-Wertschöpfungskette gleichzeitig zu erhalten, zu analysieren und zu nutzen - mit einem Minimum an menschlicher Einmischung und ohne an traditionelle Entwicklungsprozesse gebunden zu sein“, so Vegge weiter. Maschinelle Lernalgorithmen in Verbindung mit physikalischen Modellen und Daten können die Haltbarkeit einer neuen Batterie in einem Bruchteil der bisher benötigten Zeit vorherzusagen.

Entwicklung neuer Materialien: Fraunhofer ISC entwickelt modulares Robotersystem zur Materialsynthese
Das Fraunhofer-Forschungszentrum Elektromobilität am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC bringt sein Wissen zur Laborautomatisierung für Materialsynthese und -entwicklung ein. "Innerhalb von BIG MAP entwickeln wir ein modulares Robotersystem zur Materialsynthese. Erster Schritt ist die robotergestützte Herstellung von Beschichtungsmaterialien für den Schutz von Kathodenpartikeln (core-shell coatings). Wir wollen damit ein System schaffen, das als physische Schnittstelle zur mehr und mehr digitalisierten Materialentwicklung der Zukunft dient", so Dr. Henning Lorrmann, Leiter des Fraunhofer-Forschungszentrums Elektromobilität.

Für das Fraunhofer ISC ist dieses Projekt eines in einer Reihe von strategischen Projekten zum Aufbau einer intelligenten neuen Art der Materialentwicklung.

© IWR, 2020


30.11.2020

 



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