Gemeinsam die Batterien von morgen entwickeln
Die internationale Forschungsschule für Batterie-Chemie, Charakterisierung, Analyse, Recycling und Anwendung (BACCARA) wurde am 1. Juli 2020 an der Universität Münster mit dem Ziel gegründet, Standards in Forschung und Bildung zu setzen. Das fächerübergreifende Forschungsprogramm beinhaltet Materialforschung, (makro-)molekulare Chemie, Elektrochemie, die Katalyse-, Batteriezellforschung für Energiespeicher sowie Lebenszyklusanalysen und Recycling. Zwei BACCARA-Doktoranden stellen in ihren Gastbeiträgen vor, welchen Stellenwert Interdisziplinarität und Vernetzung in ihrem Forschungsalltag einnehmen.
Was machst du denn als Lebensmittelchemikerin mit Batterien? Ist doch klar, dass man die nicht essen darf …
Elektrochemie ist nämlich zugegebenermaßen nicht das Spezialgebiet von Lebensmittelchemikerinnen und Lebensmittelchemikern, weshalb für mich die im ersten Promotionssemester von BACCARA organisierte Einführungsvorlesung dazu eine große Bereicherung war. Bei null anzufangen, war vielleicht für viele der anderen Doktorandinnen und Doktoranden der Graduate School nicht notwendig, mir hat es aber sehr geholfen, eine Idee von Lithium-Ionen-Batterien und der aktuellen Forschung zu bekommen. Noch mehr zur direkten Zusammenarbeit trägt das monatliche Kolloquium bei, wo sich die Doktorandinnen und Doktoranden der Graduate School gegenseitig ihre aktuelle Forschung vorstellen und woraus sich immer wieder neue Fragestellungen oder Kooperationen ergeben.
Im Laboralltag nimmt der Austausch mit Forschenden aus anderen Arbeitsgruppen tatsächlich keinen großen Raum ein, da es zumindest bei mir oft um Fragen der Methodik geht, bei denen Lebensmittelchemikerinnen und Lebensmittelchemiker oder Toxikologinnen und Toxikologen besser weiterhelfen können. Aber alle meine Proben kommen von Doktorandinnen und Doktoranden aus anderen Arbeitsgruppen, da ich nicht die Möglichkeit habe, selber Batterien zu bauen. Deshalb ist interdisziplinäre Zusammenarbeit essenziell für meine Promotion. Bei welchen Prozessen in Batterien beispielsweise bestimmte Ausgangsstoffe abgebaut werden, können andere besser einschätzen als ich. Aber ich kann herausfinden, ob beispielsweise ein frischer oder ein genutzter Elektrolyt mutagener ist. Auch für meine Kooperationspartnerinnen und Kooperationspartner ist es spannend, toxikologische Daten zu ihren Elektrolyten zu bekommen. So profitieren beide Seiten von der interdisziplinären Zusammenarbeit.
Elisabeth Muschiol forscht in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Melanie Esselen am Institut für Lebensmittelchemie.
Interdisziplinarität ist die DNA der BACCARA-Forschungsschule
BACCARA ist auf das Prinzip der Zusammenarbeit unter Doktorandinnen und Doktoranden ausgerichtet. Bei unserem monatlichen Kolloquium präsentieren alle ihre Forschung – und zwar sowohl die erfolgreichen als auch die nicht erfolgreichen Arbeiten. Aufgrund der verschiedenen Schwerpunkte wurde ich auf andere Bereiche aufmerksam gemacht, die ich sonst nicht entdeckt hätte. Das Kolloquium hilft mir zu erkennen, wer mit seiner Expertise meine Arbeit ergänzen kann und umgekehrt. Aufgrund der BACCARA-Struktur, die von den Doktorandinnen und Doktoranden nicht verlangt, an einem vorher bestimmten Projekt arbeiten müssen, sind alle offen dafür, zusätzliche Aufgaben zu übernehmen, die mit Zusammenarbeit verbunden sind. Durch diesen Ansatz können sich die Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler den Themen widmen, die sie für geeignet halten, um den Schritt aus der eigenen Fachwelt hinauswagen, um mit anderen zu kooperieren.
Obwohl die Freiheiten, die BACCARA für die Wahl der Forschungsschwerpunkte gewährt, am Anfang überwältigend sein können, scheinen die Möglichkeiten der Zusammenarbeit schier unendlich zu sein, sobald die Doktorandinnen und Doktoranden Expertise in einem Nischenthema aufgebaut haben. In meinem Fall hatte ich die Möglichkeit, ein hoch entwickeltes analytisches Verfahren mit neuartigen, hochkonzentrierten Elektrolyten-Formulierungen für mein Material zu kombinieren. Obwohl die Ergebnisse nicht sonderlich beeindruckend waren, muss man in der Wissenschaft ständig versuchen, weiterzukommen. Zurzeit arbeite ich in einem Team daran, ein neuwertiges Verfahren zu entwickeln, um die Lebensdauer des Materials, was in der Batterieherstellung verwendet wird, zu verlängern. Ich verbringe 70 Prozent meiner Zeit mit meinem eigenen Projekt und 30 Prozent mit der Zusammenarbeit in der Forschungsgruppe. Die Aufteilung ermöglicht es mir, mich immer für potenzielle Durchbrüche zu begeistern und gleichzeitig mein Fachwissen zu erweitern. Ich bin davon überzeugt, dass der kollaborative Rahmen bei BACCARA es den Absolventinnen und Absolventen ermöglicht, führende Karrierepositionen einzunehmen, denn die Batterie-Chemie ist ein komplexer, multidisziplinärer Bereich.
Anindityo Arifiadi forscht in der Gruppe von Prof. Dr. Martin Winter am MEET Batterieforschungszentrum.