Description: Das Projekt "HiStructures - Hierarchische Strukturierung hochkapazitiver Elektroden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Institut für Stochastik durchgeführt. Das Ziel des Verbundprojekts HiStructures ist eine deutliche Erhöhung der Energiedichte und die Behebung damit korrelierender Leistungseinbrüche. In diesem Projekt werden innovative, nachhaltige Produktionskonzepte für eine Technologie- und Kostenführerschaft einer großskaligen Batterieproduktion in Deutschland erforscht, wobei gleichzeitig Material- und Herstellungskosten eingespart werden können. Für die Erreichung dieser Ziele ist eine Kooperation zwischen den experimentell arbeitenden Verbundpartnern und Gruppen auf dem Gebiet der Modellierung und Simulation erforderlich. Um die durch die Erhöhung der Elektrodendicke einhergehenden Limitierungen zu minimieren und den Einfluss der Mikrostruktur auf die elektrochemische Performanz besser zu verstehen, entwickelt die Universität Ulm im Rahmen dieses Projektes parametrische stochastische 3D-Mikrostrukturmodelle für Anoden und Kathoden. Die flexiblen Modelle, welche auf Methoden der stochastischen Geometrie basieren, werden mithilfe von tomographischen 3D Bilddaten kalibriert. Nach der strukturellen und elektrochemischen Validierung der Modelle kann durch systematische Variation der Modellparameter ein großes Spektrum an virtuellen, realistischen Elektrodenmorphologien erzeugt werden ohne, dass die Elektroden im Labor hergestellt und mit bildgebenden Verfahren vermessen werden müssen. Diese große Bandbreite an Mikrostrukturen wird den Kooperationspartnern zur Verfügung gestellt, welche die funktionellen Eigenschaften mit Hilfe von numerischen, strukturaufgelösten Simulationen bestimmen. Dadurch ist möglich, systematisch Struktur-Eigenschaftsbeziehungen zu untersuchen und Anoden- bzw. Kathodenmikrostrukturen mit verbesserten Eigenschaften zu identifizieren. Die so gewonnenen Erkenntnisse werden den experimentell arbeitenden Projektpartner zur Verfügung gestellt und dienen als wichtige Entscheidungshilfe für die effiziente Erstellung realer Elektrodenmaterialien mit optimierten elektrochemischen Eigenschaften.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Ulm ? Elektrochemie ? Kalibrierung ? Bundesrepublik Deutschland ? Bilddaten ? Batterieproduktion ? Chemisches Verfahren ? Innovation ? Produktionskosten ? Simulation ? Stochastik ? Modellierung ? Arbeit ? Spektrum ? Technischer Fortschritt ? Neuartige Materialien ? Elektrode ? Entscheidungshilfe ? Hochschule ? Kooperationsgebiet ? Labormodell ? Validierung ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding box: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2019-10-01 - 2022-09-30
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