Helmholtz-Institut für Polymere in Energieanwendungen (HIPOLE Jena) eröffnet
Wolfgang Tiefensee, Thüringens Minister für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft, Prof. Dr. Schubert, von der Friedrich-Schiller-Universität Jena, Gründungsdirektor und Sprecher von HIPOLE und Prof. Dr. Yan Lu (HZB), Co-Sprecherin von HIPOLE bei der Eröffnung in Jena am 17.06.2024. © Nicole Nerger/Universität Jena
Am 17. Juni 2024 ist in Jena das Helmholtz-Institut für Polymere in Energieanwendungen (HIPOLE Jena) im Beisein von Wolfgang Tiefensee, Minister für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft des Freistaates Thüringen, feierlich eröffnet worden. Das Institut wurde vom Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) in Kooperation mit der Friedrich-Schiller-Universität Jena gegründet: Es widmet sich der Entwicklung nachhaltiger Polymermaterialien für Energietechnologien. Diese sollen eine Schlüsselrolle bei der Energiewende spielen und Deutschlands Ziel unterstützen, bis 2045 klimaneutral zu werden.
Das HIPOLE Jena fokussiert sich auf die Entwicklung von Polymer-basierten Batterien, polymeren Additiven für Perowskit-Solarzellen sowie nachhaltigen Materialien für Energieanwendungen (siehe Infokasten). Diese Technologien versprechen effiziente und umweltfreundliche Lösungen für Energiespeicherung und -wandlung. Gefördert wird das neue Institut mit 5,5 Millionen Euro jährlich vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Freistaat Thüringen.
Minister Tiefensee betonte bei der Eröffnung die Bedeutung des HIPOLE Jena: Hier werde Forschung betrieben, die für die Energiewende hochrelevant sei. Er richtete sich direkt an die Forschenden am HIPOLE Jena: „Wir brauchen Ihre Forschung. Wir brauchen Ihren Move to Innovation!“, so Tiefensee.
Die strategische Weitsicht der Entscheidung, in Jena ein Helmholtz-Institut für Polymere in Energieanwendungen zu gründen, hob Dr. Peter Schroth, Referatsleiter im Bundesministerium für Bildung und Forschung, hervor: „Das vielfältige akademische und unternehmerische Umfeld, in dem sich das HIPOLE Jena befindet, sorgt für sehr gute Aussichten, dass hier hervorragende Forschungsergebnisse tatsächlich in die Anwendung gelangen.“
Dank der Vorleistung des Freistaats Thüringen, der frühzeitig mit dem Bau begann, konnte HIPOLE Jena bereits kurz nach seiner Gründung in ein modernes Laborgebäude auf dem Landgrafen-Campus der Universität Jena einziehen. Die Laborräume wurden im ersten Halbjahr 2024 ausgestattet, und die konkrete Forschung in den neuen Laboren hat im Frühsommer 2024 begonnen. „Wir sind extrem schnell hier“, sagt dazu Prof. Dr. Ulrich S. Schubert, Gründungsdirektor von HIPOLE Jena. „Mit HIPOLE Jena sind wir in der Lage, der Entwicklung neuer Materialien für Energietechnologien auf internationalem Spitzenniveau starke Impulse zu geben“. Prof. Bernd Rech, wissenschaftlicher Geschäftsführer des HZB, fügt hinzu, dass sich „die Fachkenntnisse im Bereich der Polymerchemie und deren Anwendungen an der Universität Jena mit den Erfahrungen des HZB in der Photovoltaik, Batterieforschung und den neuesten Methoden zur Untersuchung chemischer Prozesse perfekt ergänzen.“
Infokasten:
- Polymer-basierte Batterien nutzen Polymere (große Moleküle, die aus vielen sich wiederholenden chemischen Untereinheiten bestehen), um leichte und flexible Energiespeicher zu schaffen. Sie werden die Art und Weise, wie wir Energie speichern, revolutionieren können.
- Polymere Additive für Perowskit-Solarzellen verbessern die Effizienz und Haltbarkeit von Perowskit-Solarzellen. Diese bestehen aus kostengünstigen Materialien und sind vielseitig einsetzbar.
- Nachhaltige Materialien für Energieanwendungen werden entwickelt, um die Verwendung von Rohöl zu umgehen und umweltfreundliche und effiziente Lösungen für Energiespeicherung und -umwandlung zu bieten. Unterstützt wird dieser Prozess am HIPOLE Jena durch modernste Forschungsmethoden und künstliche Intelligenz.
Hinweis:
Gefördert wird das neue Institut mit 5,5 Millionen Euro jährlich vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Freistaat Thüringen sowie mit fast 4,4 Millionen Euro durch die Carl Zeiss Stiftung (CZS). Die CZS finanziert damit bis 2030 eine Stiftungsprofessur für "Nachhaltige molekulare Katalyse und Energiewandlung von Licht" und eine Nachwuchsgruppe zur Erforschung von "Polymeren in Energieanwendungen".
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II haben nun ein Team von Wissenschaftlern mehrerer chinesischer Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.
- BESSY II: Neues Verfahren für bessere ThermokunststoffeUmweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline Schichten bilden, die die Leistungsfähigkeit des Materials erhöhen.
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