German-Chinese cooperation:Research team at Universität Hamburg receives 403,000 euros to conduct research on electromobility

Photo: Kristin Lausch

Nanoporöser Kohlenstoff für Batterien

In the wake of increasing mobility among a growing population, the development and optimization of environmentally-friendly motors has high priority. In Hamburg, a German-Chinese cooperative project called SINGER (Sino-German Electromobility Research) is now beginning activities, the goal of which is to exchange specialist information and to test electric vehicles in cooperation with companies, research institutions and local authorities in the Chinese city of Shenzhen and the Free and Hanseatic City of Hamburg.

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Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) fördert das Projekt mit 925.000 Euro. Davon gehen 403.000 Euro an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Hamburg, die zwei der insgesamt 14 Arbeitspakete verantworten. Koordiniert wird SINGER von der hySOLUTIONS GmbH, einer Tochter der Hamburger Hochbahn AG und Projektleitstelle für Elektromobilität in Hamburg.

Die Forscherinnen und Forscher der Universität Hamburg unter der Leitung von Prof. Dr. Michael Fröba, Leiter der Arbeitsgruppe Anorganische Festkörperchemie/ Materialwissenschaft, werden während des für drei Jahre geförderten Projektes in Kooperation mit chinesischen Kolleginnen und Kollegen umfangreiche Untersuchungen zu neuen Material-Standards für die in Elektroautos überwiegend verwendeten Lithium-Ionen-Batterien durchführen. Darüber hinaus sollen neue Materialien für Kathoden – bestehend aus nanoporösem Kohlenstoff und Aktivmaterial – für Lithium-Ionen-Batterien der zweiten Generation entwickelt und speziell in Hinblick auf ihre Schnellladeeigenschaften untersucht werden.

Prof. Dr. Michael Fröba: „Im Wesentlichen geht es darum, im Rahmen gemeinsamer wissenschaftlicher Analysen an deutschen und chinesischen Hochschulen verschiedene, für die Elektromobilität wichtige neue Materialien und Systeme weiter zu entwickeln.“ Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus drei zentralen Komponenten: der positiv geladenen Kathode, der negativ geladenen Anode und einer neutralen, die beiden Elektroden umgebenden Elektrolytlösung. „Für keinen dieser Bestandteile liegen zum aktuellen Zeitpunkt allgemeine Standards vor, die die notwendige Qualität vorgeben“, erklärt Fröba. Diese seien aber essentiell, um die jeweilige Güte der Materialien vergleichen zu können und auch um deren Eigenschaften und damit die Gesamtperformance der Batterien optimieren und weiterentwickeln zu können.

Durch strukturelle und chemische Untersuchungen der Materialien, standardisierte Betriebstests sowie Untersuchungen zur Sicherheit und zur Lebensdauer der Batterien soll ein Beitrag zur Steigerung ihrer Leistungsfähigkeit, Haltbarkeit sowie letztendlich zur Kostensenkung des Produktionsprozesses geschaffen werden.

Neben den wissenschaftlichen Fragestellungen sollen im SINGER-Projekt auch die Rolle von Elektromobilität im Kontext nachhaltiger Stadtentwicklung sowie übergeordnete strategische Themen, praktische Nutzungskonzepte und Erfahrungen im Sinne des Best Practice diskutiert werden. Außerdem umfasst das Arbeitsprogramm die Erprobung chinesischer E-Fahrzeuge in kleinen Flotten. Shenzhen und Hamburg verbinden als internationale Hafenstädte die Herausforderung, ihr Wachstum so zu realisieren, dass negative Auswirkungen auf die Umwelt und das Klima vermieden werden. Daher haben eine nachhaltige Entwicklung und zukunftsfähige Gestaltung der Mobilität, vor allem des Wirtschaftsverkehrs und der Verknüpfung von öffentlichen und individuellen Mobilitätsangeboten, hohe Priorität. Neben der Universität Hamburg und der hySOLUTIONS GmbH sind die Flughafen Hamburg GmbH, die HafenCity Universität Hamburg, die Hochschule für Angewandte Wissenschaften HAW sowie die Verkehrsbetriebe Hamburg Holstein AG an SINGER beteiligt.

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