22. September 2017
Strom aus Wärme und bessere Batterien im All

DLR, JA­XA und AIST un­ter­zeich­nen Ko­ope­ra­tio­nen in der Ener­gie­for­schung

Ge­mein­sa­me For­schung für bes­se­re Bat­te­ri­en und Ther­mo­elek­tri­sche Ge­ne­ra­to­ren
Bild 1/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Gemeinsame Forschung für bessere Batterien und Thermoelektrische Generatoren

(vlnr) Bern­hard Mi­low, Pro­gramm­di­rek­tor Ener­gie im DLR, Prof. Pas­ca­le Eh­ren­freund, DLR-Vor­stands­vor­sit­zen­de, Ryo­ji Chu­ba­chi, Prä­si­dent des ja­pa­ni­schen For­schungs­in­sti­tust für In­dus­trie­tech­nik (Na­tio­na­le In­sti­tu­te of Ad­van­ced In­dus­tri­al Science and Tech­no­lo­gy, AIST)
AIST Ther­mo­elec­trics Lab
Bild 2/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

AIST Thermoelectrics Lab

DLR-Vor­stands­vor­sit­zen­de Prof. Pas­ca­le Eh­ren­freund und DLR-Pro­gramm­di­rek­tor Bern­hard Mi­low im AIST Ther­mo­elec­trics La­bo­ra­to­ri­um in To­kio
AIST Li­thi­um Iron Bat­te­rie La­bo­ra­to­ri­um
Bild 3/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

AIST Lithium Iron Batterie Laboratorium

Be­such des AIST Li­thi­um Iron Bat­te­rie La­bo­ra­to­ri­um in To­kio. DLR und AIST for­schen künf­tig ge­mein­sam an ei­ner hö­he­ren Le­bens­dau­er von Bat­te­ri­en.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die japanische Raumfahrtagentur JAXA und das japanische Forschungsinstitut für Industrietechnik (AIST, Na­tio­na­le In­sti­tu­te of Ad­van­ced In­dus­tri­al Science and Tech­no­lo­gy) haben am 21. September 2017 in Tokio zwei Kooperationsverträge unterzeichnet. Die Forschungsinstitute werden damit in Zukunft gemeinsam an der Entwicklung von leistungsfähigen und langlebigen Batterien für Raumfahrtmissionen arbeiten. Zudem forschen die Wissenschaftler an der Entwicklung Thermoelektrischer Generatoren sowie an Standards zur Vermessung ihres Wirkungsgrades und ihrer Leistungsfähigkeit.

"Das DLR hat mit AIST und JAXA zwei international hoch renommierte Forschungseinrichtungen gefunden, mit denen es an sehr aktuellen Fragestellungen zu Batterien und thermoelektrischen Energiewandlern forschen kann. Das eröffnet viele Chancen für eine Bündelung der Kompetenzen und lässt rasche gemeinsame Entwicklungsfortschritte erwarten", sagte Prof. Pascale Ehrenfreund, DLR-Vorstandsvorsitzende bei der Unterzeichnung der Kooperationsverträge in Tokio.

Langlebigere Batterien für Raumfahrtmissionen

In den kommenden Jahren wird die Abteilung Computergestützte Elektrochemie des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik gemeinsam mit japanischen Forschern an der Entwicklung von leistungsfähigen und langlebigen Batterien für Raumfahrtmissionen arbeiten. Forschungsgegenstand ist dabei unter anderem die japanische Satellitenmission REIMEI, bei der seit zehn Jahren Daten einer modernen Lithium-Ionen-Batterie unter Raumfahrtbedingungen erfasst werden und die noch weitere Jahre im Einsatz sein wird. Diese einzigartige Datenbasis ermöglicht den Wissenschaftlern des DLR ihre hochgenauen Batteriesimulationen zu optimieren. Ziel ist die Entwicklung einer Simulationsmethode und die gezielte Datenerfassung mit der der Zustand einer Batterie genau vorhergesagt und beeinflusst werden kann.

Die Abteilung Computergestützte Elektrochemie gehört weltweit zu den führenden Forschungseinrichtungen, die die Prozesse im Inneren einer Batterie bis auf die Mikroskala der Elektrodenstruktur untersuchen und in 3D-Simulationen erfassen können. Damit können die Forscher Alterungs- und Ermüdungserscheinungen und deren Ursache erkennen. Mit einem besserem Batteriedesign und optimalen Be- und Entladezyklen kann die Lebensdauer von Batterien gesteigert werden. Angesichts der weiter steigenden Bedeutung von Batterien als Energiespeicher sind die Forschungsarbeiten auch für die Elektromobilität und für bodengebundene Anwendungen von einer hohen Relevanz. Diese Kooperation mit AIST und JAXA ist eine ausgezeichnete Möglichkeit, die Kompetenzen und Ressourcen der beteiligten Institutionen effizienter und gezielter zum Einsatz zu bringen.

Schnellere Entwicklung durch internationale Standards für Thermoelektrische Generatoren

Thermoelektrische Generatoren (TEG) wandeln Abwärme aus Verbrennungsvorgängen in elektrischen Strom um. Sie können im Automobil, im Flugzeug und bei stationären Anwendungen zur Steigerung der Energieeffizienz eingesetzt werden, aber auch als autarke mobile Stromquellen dienen. Im Automobil erwartet man beispielsweise eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs um bis zu fünf Prozent, wenn die Abwärme des Abgases in elektrische Energie für das Fahrzeug umgewandelt wird. Weltweit entwickeln Labore immer leistungsfähigere Module. Dies ist eine Voraussetzung zur Entwicklung von vielfältigen neuen Anwendungen. Die Grundlagen für einen reibungslosen Transfer in die Praxis bilden neben wirtschaftlichen Integrationslösungen auch genaue standardisierte Messverfahren für den Wirkungsgrad und die Leistung der TEG-Module, die bislang weder international noch national definiert sind. Mit heutigen Messtechniken treten hier oft Messunsicherheiten von mehr als 15 Prozent auf. Dies ist für wissenschaftliche Untersuchungen und industrielle Weiterentwicklung unzureichend und verzögert die Markterschließung der thermoelektrischen Systeme in allen Anwendungsbereichen. Die gemeinsame Durchführung von realitätsnäheren Tests bringt die Technologie näher an die Anwendung, die das Potential hat, den Ausstoß von Emissionen und Treibhausgasen, zum Beispiel im Personen- und Güterverkehr, deutlich zu reduzieren.

Das DLR-Institut für Werkstoff-Forschung, das DLR-In­sti­tut für Fahr­zeug­kon­zep­te und AIST werden in Zukunft an präzisen Messverfahren für aussagekräftige Messergebnissen arbeiten. Zum einen wird die Standardisierung dieser Verfahren vorangetrieben, sodass sie nach wissenschaftlichen Anforderungen reproduzierbar und vergleichbar sind. Zum anderen werden die thermoelektrischen Generatoren beispielsweise für den Einsatz in Kraftfahrzeugen realitätsnäher vermessen und hinsichtlich des Wirkungsgrades weiter verbessert. In Japan und in Deutschland wird, sowohl in der Wissenschaft als auch in der industrienahen Entwicklung, intensiv an thermoelektrischen Materialien und Systemen geforscht. Feste Standards sollen es ermöglichen, dass TEGs in Zukunft schneller entwickelt werden können. Die Partner sind damit in der Lage, Hersteller von thermoelektrischen Generatoren und Messanlagen bei der Markteinführung maßgeblich zu unterstützen.

Kontakt
  • Dorothee Bürkle
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    Me­dia Re­la­ti­ons
    Telefon: +49 2203 601-3492
    Fax: +49 2203 601-3249

    Kontaktieren
  • Dr. Niklas Reinke
    Deut­sches Zen­trum für Luft-und Raum­fahrt (DLR)

    Lei­tung DLR-Bü­ro To­kio
    Telefon: +81 35276-8129
    Fax: +81 35276-8733
    Sanbancho KS Bldg. 5 Floor
    102-0075 Tokyo
    Kontaktieren
  • Prof. Dr. Arnulf Latz
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

    In­sti­tut für Tech­ni­sche Ther­mo­dy­na­mik
    Telefon: +49 731 5034084
    Meyerhoferstraße N25
    89081 Ulm
    Kontaktieren
  • Dr. Thorsten Nix
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­ter­na­tio­na­le Be­zie­hun­gen
    In­ter­na­tio­na­le Be­zie­hun­gen
    Telefon: +49 2203 601-2177
    Linder Höhe
    51147 Köln
    Kontaktieren
  • Martin Kober

    In­sti­tut für Fahr­zeug­kon­zep­te, Ab­tei­lung Al­ter­na­ti­ve Ener­gie­wand­ler
    Telefon: +49 711 6862-457
    Kontaktieren
  • Pawel Ziolkowski
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Werk­stoff-For­schung
    Ther­mo­elek­tri­sche Ma­te­ria­li­en und Sys­te­me
    Telefon: +49 22 036013-576
    Linder Höhe
    51147 Köln
    Kontaktieren
Neueste Nachrichten

Hauptmenü