Der Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik gliedert sich in drei Abteilungen, die sich mit Energiespeichern und deren Systemintegration beschäftigen. Unser Ziel ist es, bestehende Batterietechnologien für Anwendungen zu optimieren. Dabei spielen Technologieauswahl, optimale Dimensionierung, lebensdauermaximierender Betrieb, Managementstrategien, zuverlässiges und sicheres Systemdesign und genaue Überwachung und Diagnose für mobile und Netzanwendungen eine wichtige Rolle. Um dies zu erreichen, werden detaillierte elektrothermische Modelle und Alterungssimulationen aller relevanten Energiespeichertechnologien kontinuierlich weiterentwickelt und mit umfangreicher Laboranalytik parametrisiert.

Die Abteilung „Modellierung, Analytik und Lebensdauerprognose von Batterien“ hat das Ziel, ein grundlegendes Verständnis der elektrochemischen Prozesse in Batterien, Durchflusszellen und Doppelschichtkondensatoren zu entwickeln. Die Erkenntnisse werden in Modelle übertragen, die dann z.B. Alterungsvorhersagen, Diagnosen und Betriebsstrategien optimieren können. Derzeit werden elektrothermische Modelle für Echtzeitanwendungen und physikalisch-chemische Modelle für eine genaue Vorhersage der Batterieeigenschaften entwickelt und eingesetzt, wobei der Schwerpunkt auf Lithium-Ionen- und Blei-Säure-Batterien sowie Supercaps liegt.

Die Abteilung für Batteriesystemtechnik und Fahrzeugintegration entwickelt optimale Batteriesysteme für mobile Anwendungen – vom ersten Entwurf und der Auswahl des am besten geeigneten Zelltyps, der elektrischen Dimensionierung, dem elektrischen und thermischen Managementsystem, detaillierten CAD-Konstruktionen bis hin zur physikalischen und funktionalen Integration in die Anwendung und den erforderlichen Tests. Dazu nutzen wir effiziente Entwicklungsmethoden und thermische Charakterisierung sowie Hardware-in-the-Loop-Prüfstände.
Der Forschungsbereich „Netzintegration und Speichersystemanalyse“ entwickelt ein vertieftes Verständnis für die vielen Vorteile, die Speichersysteme in modernen Stromnetzen bieten können, und bietet wirtschaftliche Lösungen für den wachsenden Flexibilitätsbedarf an. Ein Team von mehr als 20 Vollzeit-Wissenschaftlern und -Ingenieuren ergänzt umfassendes Batteriewissen mit einem detaillierten Verständnis der Energiemärkte und Speicheranwendungen, um kosteneffiziente Speichersystemdesigns zu entwickeln und optimale Betriebsstrategien zu finden. Auf diese Weise können eine maximale Lebensdauer und minimale Gesamtlebenszykluskosten erreicht werden.

Der Lehrstuhl für Alterungsprozesse und Lebensdauervorhersage von Batterien von Prof. Figgemeier ist Teil des Helmholtz-Instituts Münster (HI MS), welches an der RWTH angesiedelt ist, um die zugrundeliegenden elektrochemischen Prozesse in Batterien zu erforschen. Elektrochemische Experimente und Post-Mortem-Analysen werden genutzt, um innovative Batteriematerialien zu erforschen und zu verstehen.