Fahrzeugthermodynamik und alternative Antriebe (AAF)

Demontage und Abuse Tests an Vollzellen von Lithium-Ionen-Batterien

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Demonstration von Aufbau und Beschaffenheit von Lithium-Ionen-Batterien

• Unter Laborbedingungen werden 18650 Lithium-Ionen Zellen zerlegt und verschiedene Untersuchungen hinsichtlich der Zellmaterialien vorgenommen.
• Kommerziell erhältliche 18650 Lithium-Ionen-Batterien unterschiedlicher, chemischer Zusammensetzungen werden mittels Nail Penetration Test durchstochen. Dies wird unter verschiedenen Temperaturen und Ladezuständen nach DIN-Norm durchgeführt, um das Reaktionsverhalten zu veranschaulichen.

Elektrochemische Untersuchungen an Lithium-Ionen-Batterien

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Analyse an Lithium-Ionen-Batterien bezüglich chemischer Zusammensetzung und Optimierungspotential.

• Herstellung von Anoden und Kathoden unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen.
• Aufbau von Lithium-Ionen-Zellen im Coin Cell Format unter Argonatmosphäre.
• Inbetriebnahme und Charakterisierung der Zellen mittels Potentiostaten und Galvanostaten in einer 2- oder 3-Elektrodenanordnung.
• Untersuchung von charakteristischen Veränderung durch unterschiedliche Formierungsprozesse.
• Analyse von Alterungsmechanismen mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie.

Optische Untersuchungen an Lithium-Ionen-Batterien

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Betrachtung morphologischer Veränderungen an den Elektroden

• Oberflächenanalytische ex situ Untersuchung der Elektroden vor und nach der Zyklisierung mittels konfokalem 3D Laser-Scanner-Mikroskop
• Aufbau optischer Lithium-Ionen Zellen zur in situ Untersuchung an Graphitanoden
• Lithium-Ionen Pouch-Zellen werden in einer Harzeinbettung eingebracht und poliert, um die Elektrodenausdehnung während der Zyklisierung zu beobachten

Weitere

ARIEL

Aufladung für Brennstoffzellensysteme durch interdisziplinär entwickelte Elektrische Luftverdichter

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines elektrischen Luftverdichters für ein Brennstoffzellensystem.

Die Optimierung bezieht sich auf:  

• Bauraum
• Kosten
• Wirkungsgrad
• Leistungsfähigkeit

Der in Laborversuchen validierten Luftverdichter soll in folgenden Punkten technisch weiterentwickelt werden: 

• Lagerung
• Aerodynamik
• Leistungselektronik

Für die Optimierung gelten folgende Anforderungen für die Serienproduktion: 

• Werkstoffauswahl
• Konstruktion
• Baukasten-Prinzip

Die Arbeitsgruppe forscht an dem Konzept einer Mikrogasturbine als Range Extender.

Die Forschungsschwerpunkte beziehen sich dabei auf folgende Punkte: 

• Hochdrehzahlkonzept von Mikrogasturbine und Generator
• Erstellung von Verdichterkennfeldern für einfache und doppelte Verdichterstufen
• Untersuchung und Validierung von Brennkammerkonzepten
• Untersuchungen von Turbinenkennfeldern mit Geometrievariation
• Evaluierung der Nutzung des potenziellen Schubs

Nano-Röntgen-Computertomograph

Im Rahmen der Infrastrukturmaßnahme „Aufbau und Erweiterung von Forschungsinfrastrukturen an Fachhochschulen“ wird einen Nano-Röntgen-Computertomographen (NanoXCT) beschafft. Mit einem hochauflösenden Röntgen-Mikro- Tomographiegerät kann die innere Struktur einer Probe zerstörungsfrei in 3D bis in den Submikrometer-Bereich analysiert werden. Die Nano-Röntgen-Computertomographie hat ein sehr breites Einsatzspektrum, die Beteiligung der forschenden Professoren der Ostfalia und Institutionen ist deshalb sehr umfangreich.

Die geplanten Arbeiten im Rahmen der Anschaffung des NanoXCT durch das Konsortium decken drei Forschungsschwerpunkten der Ostfalia ab:

Fahrzeugbau, Kunststoffe und Materialwissenschaften

Das Forschungsfeld setzt sich mit dem Automobilbau der Zukunft auseinander. Wichtige Aspekte sind Nachhaltigkeit und die Reduktion von CO ₂-Emissionen. Gleiches gilt für gewichtsreduzierte Strukturen, den vermehrten Einsatz von Naturfaser-Verbundstoffen (Biokunststoffen), Verbund- und Konzeptleichtbau, Recycling sowie Simulation mittels FEM (Finite-Element-Methode).

Intelligente Systeme für Energie und Mobilität

Forschungsgegenstand sind intelligente Systeme für das Management von integrierten Systemkomponenten im Bereich Energiemanagement und -versorgung, Fahrdynamik, elektrische Antriebe, Fahrerassistenz und integrale Fahrzeugsicherheit. Im Energiebereich liegt ein Schwerpunkt bei der Nutzung regenerativer Energiequellen.

Erneuerbare Energien und Ressourceneffizienz

Zentrale Inhalte des Forschungsfeldes sind die Entwicklung von Verfahren und Kompetenzen zur Steigerung der Effizienz von Gebäuden, Quartieren, Produktionsstätten und -prozessen unter besonderer Beachtung der Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit. Energie‐ und gebäudetechnische Anlagen und Systeme, energie- und ressourceneffiziente Produktionsmethoden sowie die stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse stellen thematische Schwerpunkte dar.