Seltene Erden sind ein wichtiger Bestandteil von E-Autos und Windrädern. Das macht sie zu einem Baustein auf dem Weg in eine klimafreundlichere Zukunft. Bislang ist China unangefochtener Weltmarktführer. In Schweden wurde nun ein Vorkommen von einer Million Tonnen entdeckt. SmartPro-Sprecherin und Projektleiterin des Impulsprojektes Smart-MAG zu Energiewandlern, Prof. Dr. Dagmar Goll vom Institut für Materialforschung der Hochschule Aalen (IMFAA), ordnet den Fund ein – und erklärt, wozu man das Material überhaupt benötigt.

Welche Bedeutung hat der Fund von 1 Millionen Tonnen Seltener Erden in Schweden?

Man muss den Fund in Relation setzen: Laut U.S. Geological Survey betragen die Weltressourcen für sogenannte „Rare Earth Oxides“ (REO), also Seltene Erden, aktuell 120 Millionen Tonnen, davon 44 Millionen Tonnen in China, 22 Millionen Tonnen in Vietnam, 21 Millionen Tonnen je in Brasilien und in Russland. Die Weltjahresproduktion betrug nach dieser Quelle 280 000 Tonnen. Daran gemessen sind 1 Million Tonnen nicht sehr viel. Das Vorkommen bietet Europa aber für einige Jahre größere technologische Unabhängigkeit. Zu klären wäre, in welchen Mengenanteilen die verschiedenen Elemente im schwedischen Erz vorkommen. Ein Beispiel: Laut dem CRE Rare Earth Report 2020 wird der jährliche Neodym-Magnetverbrauch im Jahr 2030 weltweit 229 000 Tonnen betragen. Bei der Eisen-Neodym-Bor-Legierung (FeNdB) handelt es sich um einen Werkstoff, aus dem die derzeit stärksten Dauermagnete hergestellt werden. Insbesondere im Hinblick auf die Energiewende, den Ausbau von Windkraft und Elektromobilität, ist dies von grundlegender Bedeutung. Mit einer Million Tonnen REO könnte ungefähr 10 Jahre lang der RE-Magnetverbrauch ausgeglichen werden.

Inwieweit kann diese Menge die Produktion von sogenannter grüner Technologie beeinflussen?

Auch hier möchte ich wieder auf das Beispiel der FeNdB-Dauermagnete zurückkommen, die ein wesentliches Material für Elektromotoren in Elektrofahrzeugen oder in Generatoren für Windenergieanlagen sind. Etwa zwei Kilogramm FeNdB-Magnet werden für einen Elektromotor in Fahrzeugen verbaut. Bei Windenergieanlagen ist die Kennzahl für die spezifische Leistungsfähigkeit von Windkraftanlagen die so genannte Magnetnutzung. Bei neueren Windenergieanlagen mit einer Leistung von 5 Megawatt (MW) liegt dieser Wert bei rund 500 Kilogramm pro MW-Leistung.

Warum wäre eine Förderung erst in rund zehn Jahren möglich?

Eine umfangreiche geologische Begutachtung ist erforderlich, dann müssen Genehmigungsprozesse durchlaufen werden, weil die Förderung ja signifikant in die Umwelt eingreift. Und dann müssen Infrastrukturen und die Bergbau-Industrie aufgebaut werden. Unserer Meinung nach ist es aufgrund des wachsenden Bedarfs insbesondere auch in 10 Jahren wichtig, eine europäische Perspektive zu haben.

Mit Blick auf Nachhaltigkeit, Klimakrise und damit die Endlichkeit von Ressourcen: wäre da nicht ein guter Ansatz auf Technologie zu setzen, wo man mehr wiederverwertet? Stichwort: Kreislaufwirtschaft.

Kreislaufwirtschaft von seltenen Erd-Elementen ist sehr wichtig, auch weil der CO2-Footprint und der Energiebedarf beim Recycling sehr viel niedriger als bei REO (Rare Earth Oxiden) als Ausgangsstoffen ist. Durch die drastische Zunahme des Bedarfs in den nächsten Jahren müssen aber zusätzliche Quellen erschlossen sowie Materialien subsituiert und alternative Werkstoffe sowie darauf basierende Technologien gefunden werden.

Funktioniert moderne Technologie nicht mehr ohne Seltene Erden? Welche Alternativen gibt es?

Für viele Anwendungen gibt es bereits Substitute, die jedoch im Allgemeinen weniger wirksam, effizient oder sinnvoll sind. Nach weiteren Alternativen wird intensiv gesucht und geforscht. Hier orientieren sich Forscherinnen und Forscher zunehmend an der Natur, die in der Regel mit wenigen Grundstoffen Materialien mit einer großen Vielfalt an Eigenschaften erzeugt. Erneut ein Beispiel zu Magneten: Es werden in der Industrie Alternativen ohne seltene Erdmetalle gesucht. Ansatzpunkte sind etwa Asynchronmaschinen oder Reluktanzmaschinen.

Das Vorkommen wird Europa also nicht unabhängig machen. Wie löst man diese Rohstoffproblematik?

Die Erschließung und Nutzung von Ressourcen in Europa, verbunden mit einer konsequenten Kreislaufwirtschaft sind eine gute Antwort auf die Rohstoffproblematik. Die Entwicklung von Hochleistungswerkstoffen ohne seltene Erden und einer konsequenten Kreislaufführung bleiben eine wichtige Forschungsaufgabe.

Übrigens: In der SmartPro-Forschung zu Energiewandlern versucht das Team um Prof. Goll, die Anteile von Seltenerdmetallen in Magnetwerkstoffen zu reduzieren – bei gleichbleibender oder sogar verbesserter Qualität und Effizienz. So können natürliche Ressourcen geschont und Lösungsideen für den Klimaschutz geliefert werden.

 Fotohinweis: In Schweden wurde ein großes Vorkommen Seltener Erden gefunden, die für viele Technologien unentbehrlich sind. Prof. Dr. Dagmar Goll von der Hochschule Aalen ordnet den Fund ein | © Hochschule Aalen

Um im Bereich Batteriemaschinen- und Anlagenbau qualifizierten Nachwuchs zu gewinnen, rief der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbaue die Aktion „University meets Industry“ aus. Beteiligt daran: Studierende aus dem Studiengang Oberflächentechnologie/Neue Materialien der Hochschule Aalen, die im Rahmen der Initiative Mitte November nach Dormagen reisten.

Um den Arbeitsmarkt rund um „Batterieproduktionstechnik“ sichtbarer zu machen und qualifizierten Nachwuchs zu gewinnen, vermittelt der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) Kontakte zwischen Mentor:innen aus der Branche zu Studierenden aus relevanten Studiengängen. Auf Initiative von Prof. Dr. Timo Sörgel und Prof. Dr. Volker Knoblauch, beide passionierte Forscher im Bereich der Batterie(zell)technologien an der Hochschule Aalen, nahmen mehrere Studierende des Aalener Studiengangs Oberflächentechnologie/Neue Materialien an der Aktion teil.

Normalerweise besuchen die Mentor:innen dabei die Studierenden an der Hochschule, um sich dort den Fragen der Teilnehmenden zu stellen. Doch die Firma Coatema Coating Machinery GmbH aus Dormagen wählte einen anderen Weg und lud die Gruppe, bestehend aus Studierenden und Mitarbeitenden aus dem Bereich Batterieforschung, zu sich ein. Herr Thomas Kolbusch, Leiter Vertrieb, Marketing und Technologie bei Coatema, stellte die Firma vor: „Wir sind ein lernendes Unternehmen, weil eigentlich jeder an allen Projekten mithilft.“ Coatema baut Bandanlagen für Beschichtung, Druck oder Laminierung, die individuell auf Kundenwünsche angepasst werden können. In ihrem „lab2fab“ unterstützt Coatema ihre Kunden zum Beispiel bei der Entwicklung eines Produktes vom Labormaßstab bis hin zur Produktion. Aktuell laufen dreizehn Forschungsprojekte und das Unternehmen sei immer auf der Suche nach qualifiziertem Personal, so Kolbusch. Coatema betreut in diesem Zuge auch Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten.

„Es ist wirklich eine tolle Möglichkeit, direkten Einblick in die Arbeitsprozesse zu erhalten“, resümiert Suvetha Logeswaran, Studentin im Studiengang Oberflächentechnologie/Neue Materialien der Hochschule Aalen. Besonders die Vielfältigkeit des Unternehmens sowie die Beschichtungsanlagen zur Herstellung der Batterieelektroden begeisterten die Studierenden. „Spannend fand ich, wie das Unternehmen gemeinsam mit den Kunden Lösungen für deren Anforderungen findet und umsetzt.“

Eine zweite Studierendengruppe erhielt im Rahmen der VDMA-Initiative bereits Mitte des Jahres die Chance, das Unternehmen Mettler-Toledo GmbH näher kennenzulernen. Das schweizerische Unternehmen agiert im Besonderen in der Fabrikation von Analyseinstrumenten, die auch bei der Produktion von Batteriesystemen interessant sind. Die Produkte bieten hierbei einen Mehrwert, um in kleinsten Maßstäben die Zusammensetzung der Komponenten und damit die Funktionsfähigkeit von Batterien zu garantieren. Bei einem Interview an der Hochschule Aalen konnten sich die Studierenden ihre Fragen zu Unternehmensstruktur und möglichen Einstiegschancen von Herrn Björn Weber, Head of Strategic Product Group, beantworten lassen.

Prof. Dr. Timo Sörgel, Initiator der Aktion an der Hochschule Aalen, freut sich über die Teilnahme und Begeisterung der Studierenden an der VDMA-Initiative. „University meets Industry ermöglicht es unseren Studierenden, bereist während des Studiums hochwertige Kontakte auch zu Hidden Champions der Branche zu knüpfen und Eindrücke aus der Industrie zu sammeln.“ Für die teilnehmenden Unternehmen seien die Vorteile beinahe die gleichen – denn qualifizierte Absolventen auf sich aufmerksam zu machen sei in der Batterieforschung wichtig für alle. „Denn für die Energiewende brauchen wir gute Energiespeicher und Batterien, und für deren Entwicklung qualifizierte Personen.“ Dieses Ziel verfolgt Prof. Sörgel auch im Rahmen des Kooperationsnetzwerks SmartPro der Hochschule Aalen, in dem er das Projekt zu Energiespeichern leitet. Die SmartPro-Partnerschaft will durch ihre anwendungsorientierte Forschung zum Klimaschutz beitragen – durch Energieeffizienz und Ressourcenschonung.

Fotohinweis: Batterieindustrie hautnah – eine Gruppe aus Studierenden und Mitarbeitenden der Hochschule Aalen besuchte die Coatema Coating Machinery GmbH aus Dormagen. Von links nach rechts: Thomas Kolbusch, Leiter Vertrieb, Marketing und Technologie bei Coatema; Lukas Edinger, Janka Kaiser, Suvetha Logeswaran, Moritz Bolsinger, Klaus Seckler | © Hochschule Aalen, Suvetha Logeswaran

Die Forschung zur Künstlichen Intelligenz (KI) an der Hochschule Aalen soll die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Ostalbkreises stärken. Im Rahmen des Landeswettbewerbs “Regionale Wettbewerbsfähigkeit durch Innovation und Nachhaltigkeit – RegioWIN 2030“ wurde das Projekt „KI-Werkstatt Mittelstand“ der Hochschule Aalen als europäisches Leuchtturmprojekt prämiert. Der Aufbau der KI-Werkstatt wird ab Januar 2023 mit 4,5 Millionen Euro über fünf Jahre von EU, Land Baden-Württemberg, Ostalbkreis und Stadt Aalen gefördert. Ziel ist es, mittelständische Unternehmen bei der Einführung KI-basierter Methoden zu unterstützen.

Groß war die Freude bei Professor Dr. Harald Riegel, dem Rektor der Hochschule Aalen, und den beteiligten Partnern über den Zuwendungsbescheid der EU-Mittel. Mit finanzieller Beteiligung der Stadt Aalen, des Ostalbkreises, des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst des Landes Baden-Württemberg sowie der Europäischen Union wird das RegioWIN-Leuchtturmprojekt „KI-Werkstatt Mittelstand“ an der Hochschule Aalen mit insgesamt 4,5 Millionen Euro über fünf Jahre gefördert werden.

Nach umfangreichen Planungen geht die KI-Werkstatt am 1.1.2023 mit zunächst sieben Forschungsprojekten an den Start. In diesen Projekten wird die Hochschule Aalen mit den beteiligten regionalen Unternehmen innovative Anwendungen der Künstlichen Intelligenz erforschen. Gemeinsames Ziel aller Projekte ist es, die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Ostalbkreises zu fördern, indem neuestes KI-Know-how von der Hochschule in regionale kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) transferiert wird. Weitere Projekte in der KI-Werkstatt werden folgen.

Ein Schwerpunkt soll auch das Programm „KI-Experience“ sein, das Kinder und Jugendliche sowie die Breite der Gesellschaft für die Chancen der Digitalisierung und der Künstlichen Intelligenz motivieren soll und so einen wertvollen Beitrag zu Akzeptanz und Verständnis von KI-basierten Anwendungen leisten wird.

Prof. Dr. Harald Riegel, der Rektor der Hochschule Aalen, freut sich über den Start der KI-Werkstatt: „Für uns als Hochschule stand schon immer die Anwendung im Zentrum unserer Forschung. Eine enge Zusammenarbeit mit regionalen Unternehmen ist ein zentrales Profilelement unserer Hochschule. Hier wird die KI-Werkstatt ein wichtiger Treiber des Wissenstransfers aus der Forschung in die industrielle Anwendung sein. Ich rechne damit, dass schon in wenigen Jahren die KI in den meisten Unternehmen unserer Region und in fast allen Bereichen angewendet werden wird. Auf diese Weise leistet die Hochschule einen wichtigen Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit und zum Erhalt der Arbeitsplätze in unserer Region.“

Oberbürgermeister Frederick Brütting ergänzt: „Die KI-Werkstatt stärkt die Forschungs- und Innovationsstadt Aalen. Damit führen wir die Fachkräfte der Zukunft konsequent an das Thema KI heran.“

Landrat Dr. Joachim Bläse betont die regionale Bedeutung der KI-Werkstatt: „Die KI-Technologien bergen enorme Potenziale für Prozessoptimierung und Produktivitätssteigerung in der mittelständischen Wirtschaft. Es ist daher von grundlegender Bedeutung für den Ostalbkreis, eine zentrale Kompetenzstelle für die anwendungsnahe Erforschung dieser Schlüsseltechnologie aufzubauen. Der auf konkrete Anwendungen und Wissenstransfer ausgerichtete Ansatz der KI-Werkstatt überzeugt sehr. Es freut mich außerordentlich, dass mit der KI-Werkstatt Mittelstand ein weiterer EU-Leuchtturm in der Region an den Start gehen kann.“

Übrigens: Künstliche Intelligenz, insbesondere Machine-Learning-Methoden, sind eine auch in SmartPro intensiv verfolgte Querschnittstechnologie. Dort stehen Lösungen für Qualitäts- und Produktionssicherung im Fokus. Mehr dazu können Sie hier nachlesen.

Fotohinweis: Mittels Künstlicher Intelligenz wird an der Hochschule Aalen beispielsweise zu neuen Materialien für Mobilität und Energie geforscht | © Hochschule Aalen, Sven Döring

Sehr geehrte Kooperationspartner:innen, sehr geehrte Damen und Herren,

die Weihnachtsfeiertage und das Ende des Jahres rücken näher. Wir möchten die Gelegenheit nutzen, um kurz auf die Aktivitäten unseres SmartPro-Netzwerks 2022 zurückzublicken und einen ersten Ausblick auf das Jahr 2023 zu geben. Allem voran möchten wir uns herzlich bei Ihnen bedanken:

Vielen Dank für Ihre Unterstützung und die aktive Mitarbeit im SmartPro-Netzwerk im vergangenen Jahr!

Durch Ihr Engagement konnten wir dieses Jahr wieder viel erreichen.

 Was ist 2022 so passiert? – eine kleine Auswahl

• • Wir starteten das Jahr mit unserer Veranstaltung SmartPro-IMPULS hybrid „Keramiken aus dem 3D-Drucker“. Nach einem Impulsvortrag von Prof. Dr. Thomas Graule, Abteilungsleiter an der schweizerischen anwendungsorientierten EMPA (Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) erhielten wir von SmartPro-Doktorand Tim Schubert vom IMFAA (Institut für Materialforschung) Einblicke in die Forschung an der Hochschule Aalen.
  • Im April starteten zwei neue SmartPro-Forschungsprojekte – zum Anwendungsfeld Leichtbau und zur Querschnittstechnologie Machine Learning. Somit laufen nun alle der fünf großen, vierjährigen Projekte zu Energiewandlern, Energiespeichersystemen, und Leichtbau sowie Additiver Fertigung und Machine Learning (Smart-MAG, Smart-BAT, Smart-LIGHT, Smart-ADD und Smart-DATA). Erkennen Sie „Ihr Projekt“ am Weihnachtsbaum im Anhang? Mehr zu den einzelnen Projekten finden Sie unter Forschung.
  • Das LaserApplikationsZentrum der Hochschule Aalen unter Leitung von Prof. Dr. Harald Riegel konnte mit SmartPro-Doktorand Jochen Schanz seine erste erfolgreich abgeschlossene Promotion feiern. Das war hoffentlich nur der Auftakt zu einer Reihe weiterer Promotionen in den nächsten Jahren! Jochen Schanz zeigte in seiner Dissertation, wie kohlefaserverstärkte Kunststoffe und Aluminium durch Laservorbehandlung fest verbunden und alterungsbeständiger gemacht werden können. Diese Fragestellung war Teil des SmartPro-Projektes der Aufbauphase zu Leichtbau (InDiMat). Inzwischen arbeitet Jochen Schanz in einem lokalen SmartPro-Partnerunternehmen. Zum Bericht.
  • Zum 6. SmartPro-Partnerschaftstreffen Ende Oktober kamen rund 100 Teilnehmende aus dem Kooperationsnetzwerk endlich wieder in Präsenz an der Hochschule Aalen zusammen. Mit zwei hochkarätigen Referenten zu Kreislaufwirtschaft und Klimawandel, Prof. Dr. Mario Schmidt, Institutsleiter an der Hochschule Pforzheim, sowie Dr. Urs Ruth, Chief Expert Energy and Climate Change bei Bosch, wurden vielfältige Aspekte zu Ressourcen und deren Schonung beleuchtet. Angeregte Diskussionen an SmartPro-Postern rundeten das Treffen ab.
  • Besonders freuen wir uns über die Auszeichnung des Masterstudenten Dishant Kavathia aus Indien durch den Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) für seine hervorragenden Leistungen. Wir lernten ihn an unserem Stand für SmartPro und die Hochschule Aalen bei einer Karrieremesse von Research in Germany kennen. Daraufhin wechselte er von der RWTH Aachen in den Aalener Forschungsmaster-Studiengang „Advanced Materials and Manufacturing“. Der DAAD-Preis wurde Dishant nun von Prof. Dr. Markus Merkel übergeben, in dessen Team er als Forschungsassistent arbeitet. Mehr Informationen zur Preisverleihung hier, und mehr Informationen zu Dishant auf LinkedIn.
  • Unsere gemeinsam mit der EurA AG organisierte Veranstaltung SmartPro-IMPULS „Mobilität neu denken“ fand im November in Präsenz in Ellwangen statt. Nach interessanten Pitches aus Unternehmen und der Hochschule Aalen referierte Prof. Dr. Christian Trapp vom Munich Mobility Research Campus der Universität der Bundeswehr München zum Beitrag erneuerbarer Energien und nachhaltiger Antriebe zur Mobilitätswende unter Berücksichtigung globaler Perspektiven.
  • Kurz darauf gaben das Zentrum für Optische Technologien und das IMFAA bei „Nachts im Museum“, einer Aktion des explorhino Experimentemuseums, spannende Einblicke in ihre Forschungsthemen.

Was bringt das Jahr 2023?

• Zum 60-jährigen Jubiläum der Hochschule Aalen freuen wir uns auch auf den zentralen Festakt mit einer internationalen Woche im Mai 2023 sowie zahlreichen weiteren Veranstaltungen.
• Voraussichtlich ab Mitte 2023 können Lithium-Ionen-Batterien an der Hochschule mit Hilfe zweier neuer Analysegeräte noch umfassender auf ihre Leistungseigenschaften und Langlebigkeit hin untersucht werden. Der Ausbau der wissenschaftlichen Infrastruktur in der IMFAA-Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Volker Knoblauch, Prorektor Forschung und Stellvertretender SmartPro-Sprecher, wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 830.000 Euro gefördert. Mehr Informationen finden Sie hier.
• Zahlreiche neue Forschungsprojekte rund um die SmartPro-Themen starten. Freuen Sie sich auf kurze Berichte in den kommenden NEWS oder immer aktuell auf LinkedIn – folgen Sie uns dort gerne!
• Mit unserem Fokus auf Ressourcenschonung und Energieeffizienz planen wir, in SmartPro auch die Forschungsaktivitäten im Bereich Kreislaufwirtschaft auszuweiten. Der SmartPro-Steuerkreis hat dafür die angeregte Beantragung eines explorativen Projekts einstimmig befürwortet. Voraussichtlich im Frühjahr werden wir dazu mehr berichten können.
• Das 7. SmartPro Partnerschaftstreffen steht an – in der zweiten Jahreshälfte. Das Thema wird noch bekannt gegeben.
• Besuchen Sie SmartPro vom 17. bis 21. April 2023 auf der Hannover Messe! Wir beteiligen uns am Gemeinschaftsstand von Baden-Württemberg International unter dem Motto „Digital Ecosystems“.
• An der Hochschule Aalen heißen wir Sie am Tag der offenen Tür willkommen: Merken Sie sich schon jetzt den Samstag, 06. Mai 2023 vor! Dieses Jahr wird der Tag der offenen Tür mit dem Studienerlebnistag verbunden.
• … und vieles mehr!

Das SmartPro-Managementteam wird Sie auch in Zukunft gerne informieren und tatkräftig unterstützen. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit.

Wir wünschen Ihnen und Ihren Lieben wunderbare, fröhliche Weihnachtstage und einen guten Start in ein gesundes und friedliches, glückliches und erfolgreiches neues Jahr!

Herzliche Grüße aus Aalen

Ihr SmartPro-Management-Team

Fotohinweis: | © Hochschule Aalen | SmartPro

Strahlender Preisträger: Beim traditionellen Jahresausklang der Südwestmetall-Bezirksgruppe Ostwürttemberg in Aalen wurde kürzlich Kevin Fuchs mit dem Südwestmetallpreis ausgezeichnet. Der Student der Werkstoff- und Oberflächentechnik an der Hochschule Aalen wurde für seine herausragende Bachelorarbeit geehrt, die in Kooperation mit Zeiss entstanden ist.

Südwestmetall würdigt mit dem Preis seit 20 Jahren hervorragende wissenschaftliche Leistungen mit hohem praktischem Nutzen für die regionale Industrie. Diesjähriger Preisträger ist Kevin Fuchs. Der Student der Hochschule Aalen erhielt den mit 3.000 Euro dotierten Preis für seine Bachelorarbeit bei der Carl Zeiss SMT. Für seine Analyse zur Stabilität von Titanwerkstoffen in wasserstoffhaltigen Atmosphären führte Fuchs Untersuchungen rund um das Thema Wasserstoffversprödung durch. Dabei ermittelte er komplexe Wirkzusammenhänge zwischen Titan und verschiedensten Auslagerungsbedingungen. Anhand der Ergebnisse konnten für Zeiss SMT wichtige und grundsätzliche Erkenntnisse für vorhandene und zukünftige Technologien gewonnen werden.

Kevin Fuchs machte zunächst eine Ausbildung zum Werkstoffprüfer/ Fachrichtung Metalltechnik in Essingen, bevor er an der Hochschule Aalen „Oberflächentechnologie/ Neue Materialien“ studierte. Auf seinen Bachelorabschluss setzt er nun noch seinen Master drauf – und zwar den Forschungsmaster „Advanced Materials and Manufacturing“, in dessen Rahmen er am Institut für Materialforschung an der Hochschule Aalen (IMFAA) forscht. „Mein bisheriges Studium bietet mir eine hervorragende Basis für ein breit anzuwendendes Wissen“, betonte Fuchs während der Preisverleihung. Seine Betreuer Dr. Christof Metzmacher von der Carl Zeiss SMT sowie  Prof. Dr. Gerhard Schneider und Dr. Timo Bernthaler aus dem Leitungsteam des IMFAA an der Hochschule Aalen gratulierten dem Preisträger herzlich: „Machen Sie weiter so!“

Übrigens: Sowohl Zeiss als auch Südwestemetall sind Partner im SmartPro-Kooperationsnetzwerk. Auch Kevin Fuchs‘ Betreuer, Prof. Schneider und Dr. Bernthaler, sind aktiv an der Forschung des Netzwerks beteiligt.

Fotohinweis: Gruppenbild mit Preisträger (v.l.n.r.): Dr. Timo Bernthaler (Hochschule Aalen), Dr. Christof Metzmacher (Carl Zeiss SMT), Südwestmetallpreisträger 2022 Kevin Fuchs, Dr. Michael Fried (Mitglied der Geschäftsleitung Mapal und Vorsitzender Südwestmetall Bezirksgruppe Ostwürttemberg), Hochschulrektor Prof. Dr. Harald Riegel, Henri Beranek (Leiter Kommunikation carbonauten) und Markus Kilian (Geschäftsführer Südwestmetall Bezirksgruppe Ostwürttemberg) | © Südwestmetall

Innovative Energiespeicherkonzepte sind gefragter denn je, leisten sie doch einen wichtigen Beitrag zur Elektromobilität und gelten als Hoffnungsträger der Energiewende. Allerdings beinhalten die Fertigungsprozesse von Batterien komplexe Schritte, in welchen noch jede Menge Forschungs- und Verbesserungspotential steckt. In einem frisch gestarteten Projekt wollen nun zwei Gruppen aus Forschenden an der Hochschule Aalen gemeinsam mit dem in Bopfingen angesiedelten Automatisierungsspezialisten VAF eine neuartige, verunreinigungsfreie Dosierstation für Lithium-Ionen-Batterien entwickeln. Das Land Baden-Württemberg fördert das Vorhaben mit rund 400.000 Euro.

Lithium-Ionen-Zellen sind der Schlüssel für die mobile Stromversorgung und machen Elektromobilität nicht nur möglich, sondern auch praxistauglich. Eine Vielzahl an mobilen Anwendungen – angefangen von Elektrowerkzeugen über Kraftfahrzeuge bis hin zu großen Baumaschinen – sollen künftig dank effizienter Batterietechnologie mit Energie versorgt werden. Hierfür sind neue Speichertechnologien und effiziente Produktionsverfahren notwendig, denn die Herstellung von Lithium-Zellen beinhaltet zahlreiche, hochkomplexe Produktionsschritte.

Um diese zu erforschen und die Kompetenz für die Zellfertigung im Ostalbkreis weiter voranzubringen, haben nun zwei Gruppen aus Forschenden an der Hochschule Aalen eine Förderung in Höhe von rund 400.000 Euro erhalten. Gefördert wird das Forschungsprojekt „ELDosBATT“ vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg im Rahmen des Programmes „Invest BW“.

Neben dem LaserApplikationsZentrum (LAZ) an der Hochschule Aalen rund um Rektor und LAZ-Leiter, Prof. Dr. Harald Riegel, das auch intensiv im SmartPro-Kooperationsnetzwerk forscht, ist die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Heinrich Steinhart vom Labor für Leistungselektronik und elektrische Antriebstechnik (LEA) am Projekt beteiligt – auch die Forschenden um Prof. Steinhart bringen ihre Expertise in SmartPro-Forschungsprojekten ein. Im Konsortium sitzt darüber hinaus mit der VAF aus Bopfingen ein Unternehmen, welches sich auf die Entwicklung und den Bau komplexer Automatisierungslösungen für neue Technologien wie beispielsweise die Herstellung von Batteriezellen spezialisiert hat.

„In der Fertigungskette von Rundzellen und prismatischen Batteriezellen entwickeln wir im Rahmen des Forschungsprojektes neue Lösungen bei der Elektrolytbefüllung und dem anschließenden Laserschweißprozess an Ableiter und Batteriegehäuse“, erklärt Markus Hofele, Doktorand am LaserApplikationsZentrum (LAZ) der Hochschule Aalen, der federführend bei der Beantragung des Projekts verantwortlich war und auch in SmartPro aktiv an ähnlichen Fragestellungen forscht. „Im Kern geht es darum, eine neuartige, verunreinigungsfreie Elektrolyt-Dosierstation für variable Batteriezelltypen zu entwickeln“, ergänzt Prof. Steinhart, dessen Arbeitsgruppe in SmartPro vor allem am Projekt zu Energiewandlern – effizienten Magnetwerkstoffen und elektrischen Maschinen – arbeitet.

Batterien werden befüllt wie Fischkonserven

Eine Batterie bestehe im Innern aus mehreren, aufgerollten Lagen, die nachdem sie in ein Gehäuse gesetzt wurden, mit einer Elektrolytflüssigkeit aufgefüllt werden. Den Vorgang könne man sich wie in einer Fischkonserve vorstellen, beschreibt Hofele: Liegen die Sardinen schön übereinander gestapelt in der Konserve, komme eine Dosierstation und fülle über einen Trichter eine exakt dosierte Ölmenge auf. Hier beginnen bei der Zellenbefüllung allerdings die Schwierigkeiten: „Das Elektrolyt sickert nur langsam nach unten durch, muss also zunächst überdosiert werden. Aber auf keinen Fall so sehr, dass es überläuft. Es kommt dabei wirklich auf jeden Milliliter an.“ Schon kleine Abweichungen führten zu Kapazitätsabweichungen oder Defekten der Lithium-Zelle. Zudem führe eine Verunreinigung des Deckels und der Kontaktierungen mit Elektrolyt zu Fehlstellen im Schweißprozess.

Das Projekt dauert insgesamt zwei Jahre und umfasst mehrere Teilprojekte: Die Arbeitsgruppe rund um Prof. Steinhart entwickelt eine neuartige, hochgenaue Dosierstation für die Elektrolytbefüllung und das LAZ untersucht anschließend den Einfluss von verschiedenen Laserwellenlängen bei unterschiedlichen Verunreinigungszuständen durch die Elektrolytlösung. Zudem erarbeitet das LAZ-Team neue Schweißstrategien, um die Batteriekomponenten besser zusammenfügen zu können. „Wir wollen einen robusten Prozess und gemeinsam mit VAF eine Prototypenanlage für eine effiziente Zellenproduktion mit geringen Ausschussraten entwickeln“, fasst Hofele zusammen. Der Partner VAF entwickele schließlich nicht nur Anlagen für die Zellenproduktion, sondern sei auch eng mit Automobilherstellern vernetzt: „Das ist ein echtes Ostalbkreis-Projekt, mit dem wir die Kompetenz für die Zellenfertigung im Ostalbkreis weiter voranbringen werden.“

Mehr zu den Forschungsprojekten der beteiligten SmartPro-Arbeitsgruppen finden Sie hier.

Fotohinweis: Zum Auftakt des neuen Batterie-Forschungs-Projekts trafen sich die Partner an der Hochschule Aalen. Auf dem Bild von links: Prof. Dr. Heinrich Steinhart, David Kolb, Stephan Koch, Markus Hofele (alle Hochschule Aalen), Thomas Braun, Tobias Huber und Thomas Stippler (alle VAF) | © Hochschule Aalen, Andrea Heidel

Bei den Wahlen zur verfassungsgebenden Nationalversammlung am 19. Januar 1919 konnten Frauen in ganz Deutschland zum ersten Mal wählen und gewählt werden. Viel Überzeugungsarbeit musste bis dahin geleistet und viele Kämpfe ausgefochten werden. Rund 20 Jahre zuvor hatten die ersten Hochschulen ihre Türen für Frauen geöffnet, aber in den Hörsälen waren lange nur wenige weibliche Gesichter zu sehen. Seither hat sich das Bild stark gewandelt. Seit dem Wintersemester 2021/2022 sind erstmals mehr als 50 Prozent der Studierenden Frauen, auch bei Studienabschlüssen und Promotionen sehen die Zahlen ähnlich aus. Dennoch sind sie vor allem in Führungspositionen – sei es in Wirtschaft, Wissenschaft oder Forschung – weiterhin unterrepräsentiert. Auch für die Hochschule Aalen ist Frauenförderung ein wichtiges Thema. Denn Vielfalt ist ein großer Faktor des Erfolgs. Durch verschiedene Blickwinkel entstehen breitere Problemlösungsansätze und kreative Ideen, die für eine erfolgreiche Entwicklung und Vermarktung von Produkten und Dienstleistungen sowie die angewandte Forschung wichtig sind. Mit der neuen Ausgabe unseres Hochschulmagazins limes zum Schwerpunktthema „Frauen an der Hochschule Aalen“ möchten wir zeigen, wie Frauen an unserer Hochschule Zukunft gestalten – von der Roboter-Flüsterin über die Weiterbildungsmanagerin bis hin zur Ultraschallwellen-Expertin.

Übrigens: Auf Seite 14 finden Sie ein Interview mit unserer SmartPro-Management-Leiterin, Dr. Kristina Lakomek. Klicken Sie doch mal vorbei!

Info: limes erscheint einmal im Semester und berichtet aus der Hochschule, rund ums Studentenleben, Lehre und Forschung. Interessant, spritzig, spannend und stets abwechslungsreich erfahren die Leserinnen und Leser, was los ist auf dem Campus. Unterhaltsam und informativ stellt limes Trends aus Forschung, Hochschulwelt oder Lernmethodik vor ebenso wie interessante Leute, die aus dem Labor, von Projekten, aus dem Ausland oder von der Karriereleiter berichten.

Fotohinweis: Cover der limes-Ausgabe 2022/2 „Frauen an der Hochschule“ | © Hochschule Aalen