Energieforschungspreis Batterieentwicklung

Im April 2021 hat das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie zum zweiten Mal den Energieforschungspreis im Rahmen der Energieforschungsoffensive.NRW vergeben. Aus den eingereichten Abschlussarbeiten zum ausgelobten Themenschwerpunkt „Batterieentwicklung“ hat eine Jury aus renommierten nordrhein-westfälischen Experten vier Preisträger ermittelt. Ausgezeichnet wurden je eine Bachelor- und Master- sowie zwei Doktorarbeiten, die entlang des gesamten Prozesses der Batterieentwicklung – von der grundlegenden Materialforschung bis hin zur praktischen Anwendung – vielversprechende Ergebnisse hervorbringen und innovative Ansätze aufzeigen.

Preisverleihung im Rahmen des Batterietags NRW

Eingebettet in ein spannendes Programm mit Einblicken in vielfältige Forschungsbereiche fand die Preisverleihung zum zweiten Energieforschungspreis im Rahmen des Batterietags NRW statt. In einem eröffnenden Grußwort stellte Wirtschafts- und Energieminister Prof. Dr. Andreas Pinkwart zunächst die Relevanz des fachlichen Austausches und der engen Kooperation zwischen Industrie und Wissenschaft im Kontext der Batterieforschung heraus, um anschließend auf die Prämierung der vier Siegerarbeiten als wichtigen Anreiz zur Förderung wissenschaftlicher Karrierelaufbahnen einzugehen.

© Bet_Noire/iStock/thinkstock

Mit einem Impulsvortrag eröffnete Michael Theben, Leiter der Abteilung VII „Klimaschutz“ im Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie, die Preisverleihung des Energieforschungspreises und betonte die große Bedeutung der Batterieforschung für den Wirtschafts- und Industriestandort Nordrhein-Westfalen. Anschließend gingen ausgewählte Juroren in einer Laudatio jeweils auf die zentralen Ergebnisse der Gewinnerarbeiten sowie die Gründe für die Auswahl der einzelnen Preisträger ein. Im Fokus standen dabei vor allem die herausragende wissenschaftliche Qualität der Arbeiten sowie deren Beitrag zum gesamten Entwicklungsprozess innovativer Batteriekonzepte.

Video der Preisverleihung am 27. April 2021

Die Preisträger

Kategorie Bachelorarbeit (dotiert mit 1.000 €)

In der Kategorie Bachelorarbeit hat Sebastian Puls mit seiner Arbeit zum Thema „Synthese und Modifikation von Li/Mn-reichen Übergangsmetall-Schichtoxiden als Kathodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien" die Jury überzeugt und wurde als Preisträger ausgezeichnet.

In seiner Arbeit untersucht Sebastian Puls inwiefern die Verwendung Li-/Mn-reicher Materialien als Aktivmaterial für Kathoden zu einer Verbesserung der Kapazität des Kathodenmaterials beitragen. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Betrachtung, in welchem Maße eine Verbesserung der Zyklenstabilität sowie der Entladekapazität und dem Entladepotenzial der Batteriezelle erreicht wird.

Betreut wurde die Arbeit am MEET Batterieforschungszentrum der WWU Münster von Prof. Dr. Martin Winter.

Kategorie Masterarbeit (dotiert mit 2.000 €)

In der Kategorie Masterarbeit wurde Alexander Kies für seine Arbeit zum Thema „Forschungsfabrik Batterie – Konzeptionierung eines digitalen Zwillings für die Batteriezellfertigung“ mit dem Energieforschungspreis ausgezeichnet.

Überzeugen konnte er die Jury mit der Entwicklung eines Vorgehens, das die Konzeption eines digitalen Zwillings der Batteriezelle entlang der gesamten Prozesskette der Zellfertigung ermöglicht. In konkretem Bezug zur praktischen Anwendung in der Forschungsfabrik Batterie identifiziert die Arbeit wichtige Umsetzungsbedingungen und beschreibt beispielsweise die benötigte Messtechnik, die aufzunehmenden Daten samt Speicherung und Rückverfolgbarkeit sowie die relevanten Parameter der Zelle.

Prof. Dr. Martin Brettel hat die Arbeit an der Fakultät für Elektrotechnik & Fakultät für Wirtschaftswissenschaften der RWTH Aachen betreut.

Kategorie Doktorarbeit (dotiert mit 3.000 €)

Für ihre Dissertation zum Thema „Volumenausdehnung und ihre Auswirkungen auf die Alterung einer zylindrischen Lithium-Ionen-Batterie“ wurde Dr. Lisa Willenberg mit dem Energieforschungspreis ausgezeichnet.

In ihrer Arbeit hat Dr. Lisa Willenberganhand der Betrachtung zahlreicher Zellen mit verschiedenen Alterungsunterschieden eine stabile Methode zur Analyse der Volumenausdehnung eingeführt. Dieses wertvolle Forschungsergebnis erreicht die Arbeit über eine systematische Untersuchung der Volumenausdehnung von Zellen und ihrer Auswirkungen auf die Alterung von Lithium-Ionen-Zellen.

Die Betreuung der Dissertation an der RWTH Aachen (Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik) erfolgte durch Prof. Dr. Dirk-Uwe Sauer.

Jury-Sonderpreis

Aufgrund der hohen Relevanz seiner Dissertation für die Batterieforschung und dem Aufzeigen neuer Anwendungspfade für wieder aufladbare Batterien wurde Dr. Philip Reinsberg von der Jury mit einem Sonderpreis ausgezeichnet. 

In seiner Arbeit zum Thema „Über den Einfluss von Kationen in der nichtwässrigen Elektrochemie“ betrachtet Dr. Philip Reinsberg die Nutzung bislang kaum beachteter Erdalkalimetalle wie Mg und Ca als Alternativen zu Lithium. Gerade angesichts der Knappheit sowie der soziökonomischen Implikation der Lithium-Gewinnung kommt diesen Untersuchungen besondere Relevanz zu. Die Arbeit analysiert die reversible Sauerstoffreduktion in Gegenwart von Erdalkali-Ionen und evaluiert dabei insbesondere den Einfluss der Kationen auf den Mechanismus der Sauerstoffreduktion.

Prof. Dr. Helmut Baltruschat betreute die Dissertation an der Universität Bonn (Elektrochemie/Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät).

Bewertungskriterien

Als Jury des Energieforschungspreises Batterieentwicklung bewerteten sieben renommierte Wissenschaftler aus Nordrhein-Westfalen die eingereichten Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten anhand nachstehender Kriterien:

  • Darstellung (Sprache, Form, Methodik)
  • Ergebnisse (fachliche Qualität, praktische Relevanz)
  • Umsetzungsrelevanz mit Blick auf die Transformation des Energiesystems
  • Beitrag der Ergebnisse für Forschung und Industrie in Nordrhein-Westfalen

 

Die Vorschläge der Jury aufgreifend zeichnete das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen jeweils eine Bachelorarbeit, eine Masterarbeit und eine Doktorarbeit mit dem Energieforschungspreis aus. Zusätzlich wurde eine weitere Doktorarbeit aufgrund ihres hohen Erkenntnisgewinns sowie der großen Anschlussfähigkeit für die praktische Batterieentwicklung mit einem Sonderpreis der Jury ausgezeichnet, was mit einer Vorstellung der Arbeit auf einem themenspezifischen Fachforum einhergeht.

Jury Energieforschungspreis Batterieentwicklung

Prof. Dr. Helmut Baltruschat
Prof. Dr. Egbert Figgemeier
Prof. Dr. Olivier Guillon
Dr. Heiner Hans Heimes
Dr. Gerhardt Hörpel
Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer
Prof. Dr. Hartmut Wiggers

Prof. Dr. Helmut Baltruschat

Institution: Universität Bonn
Fach-/ Aufgabenbereich: Abteilung Elektrochemie
Position/ Funktion: Leiter

Prof. Dr. Egbert Figgemeier

Institution: Forschungszentrum Jülich - Helmholtz-Institut Münster, IEK-12
Fach-/ Aufgabenbereich: Alterung und Lebensdauerprognosen von Batterien
Position/ Funktion: Gruppenleiter

Prof. Dr. Olivier Guillon

Institution: Forschungszentrum Jülich - Institut für Energie und Klimaforschung (Institute of Energy and Climate Research) IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren (Materials Synthesis and Processing)
Fach-/ Aufgabenbereich: Lehrstuhl für Werkstoffsynthese der Energietechnik (Chair of Materials Synthesis for Energy Technologies)
Position/ Funktion: Direktor

Dr. Heiner Hans Heimes

Institution: RWTH Aachen
Fach-/ Aufgabenbereich: Lehrstuhl für Production of E-Mobility Components
Position/ Funktion: Geschäftsführender Oberingenieur

Dr. Gerhardt Hörpel

Institution: (WWU Münster)
Fach-/ Aufgabenbereich: Principal Consultant bei GBH Gesellschaft für Batterie Know-how mbH
Position/ Funktion: ehemaliger Direktor MEET

Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer

Institution: RWTH Aachen - Institut für Stromrichtertechnik und Antriebe (ISEA) & FZ Jülich - Helmholtz-Institut Münster, IEK-12
Fach-/ Aufgabenbereich: Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik
Position/ Funktion: Lehrstuhlinhaber

Prof. Dr. Hartmut Wiggers

Institution: Universität Duisburg-Essen - Institut für Verbrennung und Gasdynamik - Reaktive Fluide
Fach-/ Aufgabenbereich: Institut für Verbrennung und Gasdynamik- Reaktive Fluide
Position/ Funktion: Leiter Nanopartikelsynthese

Stand: April 2021

1. Energieforschungspreis: Wasserstoffforschung

Der Energieforschungspreis wurde zum ersten Mal in 2020 zum Thema Wasserstoff vergeben.  Ausgezeichnet wurden herausragende Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten mit besonderer Umsetzungsrelevanz für den Wirtschafts- und Industriestandort Nordrhein-Westfalen.

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