Europa fördert Jenas Energiespeicherforschung

Die Energiewende kann nur dann gelingen, wenn der Strom, der auf ökologischem Weg produziert wird, zu jeder Tages- und Nachtzeit zur Verfügung steht. Dafür müssen pas­sende Speicher entwickelt werden, die in unterschiedlicher Größe die gewonnene Energie aufnehmen und bei Bedarf wieder abgeben. An dieser „Batterie der Zukunft“ wird seit Jahren am Zentrum für Energie und Umweltchemie (CEEC Jena) der Universität Jena erfolg­reich gearbeitet. Nun können die Forschungen mit europäischer Hilfe vorangetrieben werden. Das neue Forschungsvorhaben „FutureBAT“ von Prof. Dr. Ulrich S. Schubert wird vom Euro­päischen Forschungsrat (European Research Council, ERC) mit einem sogenannten „Ad­vanced Grant“ gefördert. In den kommenden fünf Jahren erhält der Chemiker und Materi­al­wissenschaftler rd. 2,5 Millionen Euro, mit denen acht Stellen für Forschende sowie zwei Stellen für Technikpersonal neu geschaffen werden können.

Zusätzliche Motivation für die zukunftsrelevante Forschung

„Die Förderung durch einen ERC Advanced Grant beweist einmal mehr, dass wir mit unserer Forschung auf dem richtigen Weg sind, ressourcenschonende und nachhaltige Energie­speicher für die Welt von morgen zu schaffen“, sagt Schubert. Dass sein Projekt nun zu den ausgewählten Vorhaben gehört, denen der ERC die wichtigste Förderung und zugleich höchst­­dotierte Auszeichnung der EU für Spitzenforschende gibt, motiviere ihn zusätzlich. „Wir wer­den alles tun, damit das Morgen bald kommt, denn unsere Laborergebnisse beweisen, dass unser Konzept funktioniert“, so Schubert.

Der Präsident der Universität Jena, Prof. Dr. Walter Rosenthal, gratulierte Ulrich S. Schubert zur Bewilligung seines Forschungs­antrags: „Wir freuen uns sehr über die ERC-Förderung. Der Preis bestätigt den hervorragenden Ruf, den unsere Batterieforschung und das Team Schubert international genießen.“

Thüringens Wissenschaftsminister Wolfgang Tiefensee bezeichnete die Verleihung des ERC Research Grants als „wissenschaftlichen Ritterschlag für Professor Schubert und sein gesamtes Team“. „Die Entscheidung ist ein Beleg für die wissenschaftliche Exzellenz und hohe Reputation, die Jena im Bereich der Batterieforschung inzwischen erreicht hat“, sagte Tiefensee. Das Land sehe sich erneut in seiner strategischen Entscheidung zur Einrichtung und finanziellen Unterstützung des CEEC Jena bestätigt. Die ERC-Förderung schaffe nun zusätzliche wissenschaftliche Freiräume, um die Forschungen auszuweiten und damit die international führende Position des CEEC Jena weiter zu festigen. Tiefensee betonte: „Auch die laufende Initiative, auf der Grundlage des bisher Erreichten in Jena ein neues Helmholtz-Institut für Polymere für Energieanwendungen anzusiedeln, erhält durch die Unterstützung des Europäischen Forschungsrats zusätzlichen Rückenwind.“

Redox-Flow-Batterien auf Polymerbasis

Prof. Schubert setzt bei seinen Forschungen auf die sogenannten Redox-Flow-Batterien (RFB). „Sie sind der einzige Batterietyp, bei dem Leistung und Kapazität intrinsisch unabhän­gig voneinander variiert werden können, wodurch sich dieser Batterietyp perfekt für skalier­bare stationäre Anwendungen eignet“, erläutert der Jenaer Chemiker. Die Jenaer Innovation besteht darin, dass die neuen Batterien auf Basis wässriger Elektrolyte mit organischen Makromolekülen (Kunststoffen) arbeiten. Diese Batterie-Systeme „ermöglichen den Einsatz kostengünstiger Dialysemem­branen zusammen mit pH-neutralen Kochsalzlösungen als Elektrolyten“. Die Systeme funk­tio­nieren, das haben die Untersuchungen im Labor bewiesen. Allerdings weisen sie bisher noch deutliche Ein­schrän­kungen hinsichtlich Kapazität, Lebens­dauer und Tempera­turstabilität auf.

Entwicklung neuartiger organischer Ak­tivmaterialien

Solche Einschränkungen sollen im neuen Projekt FutureBAT reduziert und im Idealfall auf­gehoben werden. Konkret will das Jenaer Team Energiedichte, Temperaturfenster, Effizienz und Lebensdauer der Batterie verbessern und sie zugleich nachhaltiger und günstiger an­bieten können. Möglich werden soll das durch die Entwicklung neuartiger organischer Ak­tivmaterialien. Schubert und sein Team wollen dafür nach neuen Molekülen suchen und diese mit der Verbesserung aktueller Polymermaterialien auf molekularer Ebene kombi­nie­ren. Im Ergebnis werden neue Eigenschaften möglich, z. B. neue photo-wiederaufladbare Bat­terien oder RFB, die alle geladenen Spezies in einem einzigen Tank enthalten, blickt Schu­bert voraus.

„Wir erwarten bahnbrechende Durchbrüche auf dem Gebiet der polymerbasierten Redox-Flow-Batterien“, sagt Prof. Schubert. „Die Förderung durch den ERC Advanced Grant wird uns nun wesentlich dabei unterstützen, auch in Zukunft zu den führenden internationalen Forschungsteams in diesem neuen Forschungsfeld zu gehören.“

ERC Advanced Grants

Der ERC Advanced Grant stellt die höchstdotierte europäische Forschungsförderung für Einzelpersonen und zugleich die wichtigste europäische Auszeichnung für herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dar. Vergeben wird der ERC Advanced Grant an etablierte, aktive Forschende mit einer herausragenden wissenschaftlichen Leistungsbilanz. Bei der Begutachtung ihrer Leistung sind die vergangenen zehn Jahre vor der Antragstellung maßgeblich.