Nicolas Jäckel

Der Strand von Tel Aviv ist natürlich nicht der normale Arbeitsplatz von Nicolas Jäckel.

Materialwissenschaft

Batterien auftanken bei der Batterieforschung

Der Akku im Smartphone ist in Windeseile leer, viele Nutzer laden sogar mehrmals täglich nach. Und irgendwann ist die Batterie ganz dahin. Woran das liegt, erforscht Nicolas Jäckel in Saarbrücken. Nun ist er für zwei Monate in Tel Aviv, um seine Forschung bei einem der renommiertesten Wissenschaftler auf dem Gebiet zu vertiefen.
Von Thorsten Mohr • 11.11.2016

Für Nicolas Jäckel ist es fast schon zur Routine geworden, an anderen Universitäten zu forschen oder auf Konferenzen zu fahren. Der 27-jährige Doktorand von Volker Presser, Professor für Energie-Materialien an der Saar-Uni und Leiter einer Forschungsgruppe am Leibniz-Institut für neue Materialien (INM) auf dem Saarbrücker Campus, ist in seinem jungen Forscherleben schon weit herumgekommen: Er war unter anderem zu Forschungsaufenthalten in Pretoria und Philadelphia (USA) und auf Konferenzen in Lausanne, Phoenix (USA) und Taipeh, um sich dort mit anderen Forschern über den neuesten Stand der Batterietechnik auszutauschen. Nun hat es ihn für zwei Monate nach Tel Aviv in Israel verschlagen. Von Oktober bis Dezember wird er dort an der Bar-Ilan-Universität bei Professor Doron Aurbach forschen, „ein Großer in der Batterieforschung“, wie Nicolas Jäckel sagt.

Er will einem Problem auf den Grund gehen, das vermutlich nahezu alle Smartphone-Nutzer weltweit kennen: Das schöne, neue Smartphone hält zwei, drei Tage mit einer Akkuladung durch. Doch dann geht’s schnell bergab. Nach einigen Wochen hängt das Gerät nicht selten täglich am Ladegerät. Die Speicherkapazität des Akkus lässt nach. „Das liegt an den voluminetrischen Änderungen im Akku beim Laden und Entladen“, erklärt Nicolas Jäckel. Bei jedem Zyklus vom Aufladen zum Entladen wird das Speichermaterial belastet, materialwissenschaftlich gesprochen: „Es führt zu Stress im Material.“ Und damit wird die Lebensdauer der Batterie verkürzt.

 

 

Heutige Handyakkus machen etwa 1000 Ladezyklen mit, dann sind sie hinüber. Verbessern ließe sich diese Bilanz, wenn man verstünde, was genau das Material ermüdet. Um das herauszufinden, wendet Nicolas Jäckel ein recht neues In-situ- Verfahren an, das die deutsch-israelische Forschergruppe bereits im Mai im hochklassigen Fachmagazin „Nature Materials“ vorgestellt hat. Er beobachtet also im laufenden Betrieb, was genau während des Auf- und Entladens im Akku vor sich geht. „Vorher war das nur ‚post mortem‘ möglich. Man hat also den Akku, nachdem er kaputt ging, auseinandergenommen und geschaut, wo die Schäden sind. Dabei hat man allerdings oft viele Dinge verändert und kein genaues Abbild des Materials mehr erhalten“, weiß der junge Forscher. Die Erkenntnisse, die Batterieforscher auf diese Weise gewinnen konnten, waren also begrenzt. Vom neuen In-situ-Verfahren versprechen sich die Forscher viel tiefergehende Erkenntnisse als bisher.

Jäckel forscht in einem kleinen Team aus vier Doktoranden und Postdocs und zwei Professoren. „Die Kollegen sind alle sehr nett und locker“, berichtet er. Die meisten kennt er ja noch aus dem vergangenen Jahr, als er bereits für einen Monat an der Bar-Ilan-Universität war. Die Uni ist ein gutes Abbild dessen, wie Tel Aviv insgesamt auf den Saarländer wirkt: Einerseits ist die Universität recht strenggläubig. „Viele Professoren sind hochrangige Mitglieder der jüdischen Glaubensgemeinschaften, und am Sabbat wird absolut gar nicht gearbeitet“, sagt Nicolas Jäckel. Auf der anderen Seite wirken große Teile der Uni „sehr modern, neu und ansprechend gestaltet“.

 

„Der Ruf als New York des Orients kommt nicht von ungefähr“

Nicolas Jäckel

 

Damit entspricht die Universität in etwa dem gesamten Stadtbild. „Wenn man in die strikteren religiösen Gebiete kommt, sieht man sofort alle mit ihren klassischen Trachten, den großen schwarzen Hüten und den langen schwarzen Mänteln. Der Kontrast dazu ist dann in den hippen, urbanen Teilen der Stadt, wo alle in Shorts und T-Shirt rumlaufen und wo die Bars auf dem Rothschild-Boulevard 24 Stunden geöffnet haben“, hält Nicolas Jäckel fest. Durch das bunte Nebeneinander so vieler Lebensstile und Kulturen wirkt die Stadt sehr weltoffen. „Der Ruf als New York des Orients kommt nicht von ungefähr“, so Nicolas Jäckel.

Ob er mit seiner Forschung tatsächlich dazu beitragen kann, die Lebensdauer von Handy-Akkus zu verlängern, ist erst klar, wenn er seine Doktorarbeit abgeschlossen hat. Eines hingegen steht schon fest: Bei 25 bis 30 Grad und einer sanften Brise am Strand sind mit Sicherheit seine eigenen Forscherbatterien ordentlich aufgeladen.

 

Hintergrund

Nicolas Jäckel wird im Rahmen seiner Doktorarbeit von der German-Israeli Foundation (GIF) finanziert und mit einem Stipendium unterstützt. Weitere Infos unter www.gif.org.il.

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