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Prof. Dr. Philipp Adelhelm hat den neuen Lehrstuhl für Kohlenstoffnanomaterialien der Universität Jena übernommen
Wind, Sonne, Wasser – noch nie wurde so viel Energie aus regenerativen Quellen gewonnen wie heute. Trotzdem sind fossile Energieträger immer noch unverzichtbar. Das liegt vor allem daran, dass diese die Energie zu jedem Zeitpunkt und in jeder benötigten Menge liefern können, während regenerative Quellen nicht permanent verfügbar sind. „Der Bedarf an Energiespeichern, die Sonnen- oder Windenergie auch über einen längeren Zeitraum effizient und günstig speichern können, ist daher groß“, sagt Prof. Dr. Philipp Adelhelm von der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU). Der 36-jährige Werkstoffwissenschaftler ist in diesem Sommersemester von der Universität Gießen an die FSU gewechselt und erforscht neuartige Materialien und Konzepte zur Energiespeicherung. Ein besonderer Schwerpunkt ist dabei die Untersuchung elektrochemischer Reaktionen, welche die Basis für das Funktionsprinzip von Batterien darstellen. „Hier ist die Wunschliste aus Anwendersicht besonders lang“, so Adelhelm.
So werden für mobile Anwendungen wie Elektrofahrzeuge, Batterien gesucht, die sich nicht nur schnell und effizient aufladen lassen, sondern gleichzeitig auch möglichst preiswert und langlebig sind. Ähnliches gilt für stationäre Anwendungen für die Zwischenspeicherung von regenerativ erzeugtem Strom. Genau wie bei der Energiegewinnung, gehe es auch bei Bau und Entwicklung von Energiespeichern heute vor allem darum, Ressourcen zu schonen, macht Adelhelm deutlich. „Heutige Batterien sind technisch durchaus ausgereift.“ Eine Lithiumionenbatterie lasse sich in Sachen Effizienz kaum noch verbessern. Trotzdem werden neue Batteriekonzepte gebraucht. Denn: Einige Materialien, die in einer gängigen Batterie verbaut werden, sind nur begrenzt verfügbar oder müssen unter schwierigen Bedingungen gewonnen werden. So enthalten Lithiumionenbatterien neben Lithium auch das seltene Element Kobalt, welches nur mit großem technischem Aufwand aus Kupfer- und Nickelerzen gewonnen werden kann.
Nachhaltig Umwelt und Ressourcen schonen
Die Batterien, die Philipp Adelhelm mit seinem Team entwickelt, sollen also nicht nur effizient Energie speichern, sondern auch nachhaltig Umwelt und Ressourcen schonen. Ein Schritt in diese Richtung sei es, Lithium in Batterien durch Natrium zu ersetzen, das ähnliche Eigenschaften wie das Leichtmetall Lithium habe, sagt der Wissenschaftler. „Doch Natrium kommt in großen Mengen etwa im Kochsalz vor und ist daher wesentlich leichter zu gewinnen als Lithium.“ Solche Natriumionenbatterien entwickelt Adelhelm nun von Jena aus.
Trotz des enormen Anwendungspotenzials seiner Arbeit sieht er sich in erster Linie als Grundlagenforscher. Der Zusammenhang von Materialien und ihren Eigenschaften interessiert den aus Freiberg am Neckar stammenden Forscher bereits seit seinem Studium. An seinem neuen Jenaer Lehrstuhl für Kohlenstoffnanomaterialien wird sich Prof. Adelhelm vor allem Kohlenstoff-basierten Materialien zuwenden. Schon heute spiele Kohlenstoff als Aktivmaterial oder Additiv in Batterien eine wichtige Rolle. Aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften und seiner großen Verfügbarkeit biete sich Kohlenstoff darüber hinaus als Zukunftsmaterial für die Weiterentwicklung von Energiespeichern an, ist der Materialwissenschaftler überzeugt.
An der Schnittstelle zwischen Materialforschung und Elektrochemie
Philipp Adelhelm hat in Stuttgart, Stockholm und Auckland (Neuseeland) Werkstoffwissenschaften studiert. Für seine Doktorarbeit wechselte er an das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam, wo er begann, sich mit Kohlenstoffmaterialien zu beschäftigen. An der Universität Potsdam wurde er 2007 promoviert und ging anschließend als Postdoktorand an das Debye Institute for Nanomaterials Science im niederländischen Utrecht. Dort befasste er sich vor allem mit neuartigen Materialien zur Speicherung von Wasserstoff – einem Energieträger, der u. a. in Brennstoffzellen als Antrieb für Fahrzeuge vielversprechend ist. Von 2009 bis 2015 leitete Adelhelm an der Uni Gießen eine Nachwuchsgruppe an der Schnittstelle zwischen Materialforschung und Elektrochemie. Nun folgte er dem Ruf nach Jena auf einen Lehrstuhl am Institut für Technische Chemie und Umweltchemie.
In Jena hat der junge Familienvater ein „sehr gutes Umfeld“ vorgefunden. Vor allem die Einbindung in das neue Zentrum für Energie und Umweltchemie (CEEC) bietet ihm vielfältige Anknüpfungspunkte, die er für seine Forschung nutzen will. Doch auch die Jenaer Studierenden können von seiner Expertise profitieren: So lehrt Adelhelm beispielsweise im Rahmen des interdisziplinären und bundesweit einmaligen neuen Masterstudiengangs „Chemie-Energie-Umwelt“, der im kommenden Semester an der FSU starten wird.
Kontakt:
Prof. Dr. Philipp Adelhelm
Institut für Technische Chemie und Umweltchemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Center for Energy and Environmental Chemistry (CEEC)
Lessingstraße 12, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948401
E-Mail: philipp.adelhelm[at]uni-jena.de
Der neue Lehrstuhlinhaber für Kohlenstoffnanomaterialien der Universität Jena: Prof. Dr. Philipp Ade ...
Foto: Anne Günther/FSU
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Foto: Anne Günther/FSU
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