Junge Forscher bringen Natrium-Sauerstoff-Batterien voran

Die Studienwoche der Drive-E-Akademie vermittelte Studierenden bereits zum zehnten Mal Einblicke in die Vielfalt der elektrischen Mobilität. Dazu dienten etwa Vorträge von Expertinnen und Experten aus Industrie, Wirtschaft und Wissenschaft und Workshops. Die 50 Studierenden schnupperten bei Besuchen der Unternehmen ABL Sursum, Metz Mecatech und Continental auch Praxisluft und konnten an der Jahrestagung des Fraunhofer IISB zur Leistungselektronik für Elektromobilität teilnehmen. Testfahrten in verschiedenen Elektrofahrzeugen rundeten das Programm ab.

Gastgeber der Veranstaltung von Fraunhofer-Gesellschaft und Bundesforschungsministerium war diesmal das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB in Erlangen, als Hochschulpartner brachte sich die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg ein.

Im Rahmen der Studienwoche verliehen Fraunhofer-Gesellschaft und Bundesforschungsministerium die Drive-E-Studienpreise für die besten der eingereichten Diplom-/Masterarbeiten sowie Bachelor-Arbeiten. In beiden Kategorien gingen die ersten Preise an Studierende der Justus-Liebig-Universität Gießen, die sich beide mit einem speziellen Problem der Natrium-Sauerstoff-Batterien beschäftigen: den sogenannten Dendriten. Julian Kreißl erhielt den Preis für seine Masterarbeit, Ronja Haas für ihre Bachelorarbeit.

Der Hintergrund: Natrium-Sauerstoff-Batterien können theoretisch viel mehr Strom speichern als Lithium-Ionen-Akkus. Die Akkus würden also kleiner und leichter. Leider neigt das Natrium dazu, sich nicht flach auf der Anode anzulagern sondern dort Wucherungen, die Dendriten, zu bilden, die zum Kurzschluss führen können. Kreißl wie auch Haas haben unterschiedliche Methoden entwickelt, dem Dendritenwachstum entgegenzuwirken.

Die zweiten Preise in den beiden Kategorien wurden für Arbeiten zum E-Motor verliehen. Mit seiner Masterarbeit über die Entwicklung eines hocheffizienten Traktionsumrichters für solarbetriebene Elektrofahrzeuge erreichte Lukas Ruppert von der RWTH Aachen den zweiten Platz in der Kategorie der Master- und Diplomarbeiten. Traktionsumrichter wandeln den Batteriestrom in eine für den Elektromotor nutzbare Drehzahl und Stromspannung um. Sie sind deswegen unverzichtbar, um elektrische Motoren effizient betreiben zu können.

Außerdem konnte sich Maximilian Schenke von der Universität Paderborn über den zweiten Platz bei den Projekt- und Bachelorarbeiten freuen. In seiner Projektarbeit erarbeitete er einen innovativen Ansatz zur Regelung elektrischer Motoren mit Hilfe des tiefen Verstärkungslernens, (Deep Reinforcement Learning), einer Anwendungsform des Maschinellen Lernens. Dadurch ist die selbstlernende Motorenregelung in der Lage, sich flexibel und in Echtzeit auf verschiedene Motorenzustände einzustellen und so die Effizienz des Motors signifikant zu verbessern.

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