Am Institut für Energie- und Systemverfahrenstechnik werden Energiewandler wie Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure untersucht und optimiert. Durch die Kombination von modellbasierter Analyse und experimenteller Validierung werden die Interaktion der Prozesse in den Systemen sowie limitierende Prozesse und der Systemzustand identifiziert. Hierzu zählt beispielsweise die Modellierung und Analyse von heterogenen Elektrodenstrukturen und deren Einfluss auf die Performance oder die Simulation des komplexen dynamischen Verhaltens von Energiewandlern. Für die Parametrierung und Validierung der Modelle werden am Institut maßgeschneiderte Experimente durchgeführt. Hierfür stehen ca. 250 m² Laborfläche zur Verfügung. Die Labore sind mit Konstant-Klimakammern und Messgeräten für die dynamische Charakterisierung und Zyklisierung von Brennstoffzellen und Batterien ausgestattet.

Das Institut verfügt als langjähriges Mitglied der Battery LabFactory Braunschweig über eine ausgewiesene Expertise in der Modellierung und Simulation von Li-Ionen-Batterien und deren Herstellungsprozessen. Hierzu zählt beispielsweise die physikochemische Modellierung auf verschiedenen Skalen oder die Simulation von komplexen dynamischen Prozessen. Die Modelle werden systematisch zur Analyse und Verbesserung von Produktionsprozessen wie etwa der Formierung, der Kalandrierung oder des Mischens eingesetzt. Darüber hinaus wurden die Einflüsse Unsicherheiten innerhalb des Produktionsprozesses auf die finalen Produkteigenschaften systematisch untersucht und durch fortschrittliche Sensitivitätsstudien ergänzt.

Projektbeteiligungen

FastChargeLongLife

Das elenia beschäftigt sich sowohl in der Forschung als auch in der Lehre mit den technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen der elektrischen Energieversorgung im 21. Jahrhundert.

In den drei Forschungsschwerpunkten Aktives Verteilnetz, Elektromobilität und Komponenten der Energieversorgung werden viele verschiedene aktuelle Fragestellungen bearbeitet. Die Integration erneuerbarer Energien in das zukünftige Energieversorgungssystem, das Ladeverhalten von Elektrofahrzeugen und die Analyse von Schaltgeräten stehen beispielhaft für das breite Spektrum der Forschung im elenia.

Die Kompetenzen des Forschungsschwerpunkts Elektromobilität liegen dabei in den Bereichen der Ladeinfrastruktur und dem Lademanagement mit dem Ziel der System- und Netzintegration von Elektrofahrzeugen sowie in der Batterietechnik von der Zell- bis zur Systemebene. Die Forschungstätigkeiten beschäftigen sich mit dem gesamten Lebenszyklus einer Batterie von der Herstellung über die Mobilitätsanwendung hin zu SecondLife-Anwendungen.

Das elenia beschäftigt sich seit 2010 mit Methoden der Elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) im Bereich der Batteriemodellierung auf Ba