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EXC 2154:  Post-Lithium Energy Storage (POLiS)

Fachliche Zuordnung Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
Materialwissenschaft
Physikalische Chemie
Förderung Förderung seit 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390874152
 
Die Energiewende als unaufschiebbare Transformation unserer globalen Wirtschaft steht vor Herausforderungen wie begrenzter Rohstoffverfügbarkeit, Niedergang der europäischen Bergbauindustrie, geopolitischer Gefahren und Preisschwankungen. Dies betrifft besonders die elektrochemische Energiespeicherung (EES) als Schlüsseltechnologie für erneuerbare Energien. Alternative EES-Technologien erfordern eine koordinierte Grundlagenforschung, die auf leistungsstarke, sichere und nachhaltige Lösungen abzielt. Diese Technologien müssen auf reichlich verfügbaren Rohstoffen beruhen, die Energiesicherheit und -souveränität verbessern und eine resiliente und nachhaltige Energiezukunft ermöglichen. Als großes Konsortium der Post-Li EES haben wir diesen Ansatz von Beginn an verfolgt. Wir haben tiefe Einblicke in Alternativen zu Li-basierter EES gewonnen, auf deren Basis wir die wissenschaftlichen Herausforderungen angehen wollen, die den Fortschritt derzeit verlangsamen. Aufgrund unserer außergewöhnlichen Erfolgsbilanz, Infrastruktur und weltweit führenden Expertise im Bereich Post-Li EES befinden wir uns dafür in einer idealen Ausgangsposition. Das umfassende interdisziplinäre Forschungsprogramm von POLiS II basiert auf den elektrochemischen Materialwissenschaften. Unser Leitmotiv „Weg des Ions“ betont das Streben nach einem tiefgreifenden Verständnis des Ladungstransfers und -transports, der Schlüsselrolle der „Ionik“ sowie der Fertigung von Zellen mit optimierten Transportwegen für die Ladungsträger. Dies geschieht unter Berücksichtigung der Erkenntnisse zur Funktionalität der Vollzelle und deren Nachhaltigkeit über den gesamten Lebenszyklus hinweg. POLiS wird eine weltweit einzigartige Informationsquelle zur Post-Li-Elektrochemie darstellen und robuste, kuratierte Daten, u.a. für Data Science, und auf maschinellem Lernen basierende Vorhersagen liefern. Durch die Untersuchung verschiedener Ladungsträger (Na, K, Mg, Ca, Al, Cl) werden wir chemische Trends und Leitlinien für neue Zellkonzepte ableiten. Unser Forschungsprogramm befasst sich mit den wichtigsten Herausforderungen entlang des "Wegs des Ions" und auf der Ebene der Vollzelle mit dem Ziel, Post-Li-Batteriezellen zu entwickeln, die „reif für den Transfer“ sind. POLiS wird mit UUlm, KIT und JLU – letztere nun als mitantragstellende Universität für die Forschung im Bereich Festkörper-„Ionik“ und fortgeschrittene Grenzflächenanalyse – in die zweite Förderperiode gehen. Das neue POLiS Lab als gemeinsame Einrichtung und Referenzlabor für Post-Li-Batteriezellen wird den POLiS Data Hub für Datenmanagement, das POLiS Brain für Datenwissenschaften und die POLIS Materialbeschleunigungsplattform ergänzen und damit die leistungsfähige Infrastruktur erweitern. Die Umwandlung der erfolgreichen Graduiertenschule EES in die EES-Akademie wird die Aus- und Weiterbildung auf alle Karrierestufen ausdehnen und Diversität, Gleichberechtigung, Inklusion, Kommunikation und Wissenstransfer fördern.
DFG-Verfahren Exzellenzcluster (ExStra)
Antragstellende Institution Universität Ulm
 
 

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