Im Forschungsvorhaben "KeFuBa – Integration von keramischen Funktionsschichten in Batteriesystemgehäusen zur Steigerung der Brandbeständigkeit" sollen Materialverbunde für brandbeständigere Batteriegehäuse für die Elektromobilität entwickelt werden. Dazu werden Organobleche auf PP- und PA6-Basis mit Keramikmatrixverbundwerkstoffen (CMC) kombiniert.
In Ihrer studentischen Arbeit entwickeln und konstruieren Sie ein Presswerkzeug, mit dem unterschiedliche Materialkombinationen und Lagenaufbauten zu plattenförmigen Verbunden verpresst werden können. Im Mittelpunkt stehen die mechanische und thermische Auslegung des Werkzeugs einschließlich eines geeigneten Heiz- und Temperierungskonzepts. Mithilfe thermischer und mechanischer Simulationen optimieren Sie die Konstruktion, um eine möglichst homogene Temperaturverteilung auf der Werkzeugoberfläche sowie eine gleichmäßige Druckverteilung beim Schließen und Verpressen zu erreichen. Anschließend stellen Sie verschiedene Verbundplatten her und gewinnen daraus Zug- und Biegeproben für die mechanische Charakterisierung.
Die Arbeit verbindet CAD-Konstruktion, Simulation und praktische Laborarbeit. Kenntnisse in Konstruktion, Technischer Mechanik und Wärmeübertragung sowie Interesse an Faserverbundwerkstoffen sind hilfreich. Die Bearbeitung erfolgt in Präsenz an der Open Hybrid LabFactory in Wolfsburg.
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Werner Berlin; Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF),
Tel.: 0531 3965016
E-Mail: w.berlin@tu-braunschweig.de
Photovoltaik
spielt eine zentrale Rolle für die Energiewende. Mit dem zunehmenden Ausbau der
installierten PV-Leistung wächst jedoch langfristig auch die Zahl der Module,
die das Ende ihrer ersten Nutzungsphase erreichen. Um wertvolle Produkte und
Materialien möglichst lange im Kreislauf zu halten, gewinnen neben dem
Recycling auch Strategien wie Wiederverwendung und Reparatur zunehmend an
Bedeutung.
Ob und wie
diese Strategien umgesetzt werden können, wird wesentlich durch die Gestaltung
der PV-Module bestimmt. Eingesetzte Materialien, Materialverbunde,
Verbindungstechniken, Zugänglichkeit einzelner Komponenten oder die
konstruktive Auslegung eines Moduls können beispielsweise beeinflussen, ob
Komponenten repariert oder demontiert und Materialien hochwertig zurückgewonnen
werden können. Gleichzeitig ergeben sich aus dem Produktdesign konkrete
Anforderungen an nachgelagerte Prozesse wie Prüfung, Handhabung, Reparatur,
Demontage, Sortierung und Recycling.
Im Rahmen
dieser Masterarbeit soll daher der Aufbau heutiger PV-Module aus einer
lebenszyklus- und zirkularitätsorientierten Perspektive untersucht werden.
Ausgehend von der Analyse relevanter Materialien, Komponenten und konstruktiver
Produktmerkmale sollen deren Auswirkungen auf unterschiedliche zirkuläre
Strategien – insbesondere Reuse, Repair, Demontage und Recycling – systematisch
analysiert werden. Dabei können neben technischen und prozessualen
Anforderungen auch Auswirkungen auf die Gestaltung menschlicher Tätigkeiten,
beispielsweise hinsichtlich Handhabung, Qualifikationsbedarf oder zusätzlicher
Arbeitsschritte, berücksichtigt werden.
Auf dieser
Grundlage sollen Anforderungen an zirkuläre Prozesse abgeleitet und
anschließend die Perspektive umgekehrt werden: Welche Anforderungen ergeben
sich aus Reuse, Repair, Demontage und Recycling an die Gestaltung zukünftiger
PV-Module? Ziel ist es, Gestaltungsanforderungen und Handlungsempfehlungen
für eine kreislaufgerechte Produktgestaltung von PV-Modulen abzuleiten und
damit einen Beitrag zum Design for Circularity in der Photovoltaik zu leisten.
Die genaue
Aufgabenstellung und methodische Ausgestaltung werden unter Berücksichtigung
der individuellen Kompetenzen und Interessen festgelegt. Neben einer
systematischen Literatur- und Produktanalyse sind beispielsweise die
Untersuchung ausgewählter PV-Moduldesigns, Experteninterviews oder die
Entwicklung eines Kriterien- bzw. Bewertungsrahmens möglich.
Bei
Interesse und Fragen meldet euch gerne bei
zahra.ghazanfarpour@tu-braunschweig.de
Mit der
zunehmenden Zahl ausgedienter PV-Module gewinnen zirkuläre Strategien wie
Wiederverwendung, Reparatur und hochwertiges Recycling an Bedeutung. Damit
Module einem geeigneten Kreislaufweg zugeordnet werden können, benötigen die
beteiligten Akteure entlang der Rücklaufkette jedoch unterschiedliche
Informationen – beispielsweise zu Modultyp und Materialzusammensetzung,
Nutzungshistorie, technischem Zustand oder bereits durchgeführten Prüfungen und
Reparaturen.
Diese
Informationen entstehen bei unterschiedlichen Akteuren und stehen entlang der
Rücklaufkette häufig nicht durchgängig zur Verfügung. Ein funktionierender
digitaler Informationsaustausch zwischen Betreibern, Rückbauunternehmen,
Sammelstellen, Logistik, Refurbishern und Recyclern kann daher eine wichtige
Voraussetzung für effiziente zirkuläre Wertschöpfungsprozesse darstellen.
Im Rahmen
dieser Masterarbeit sollen die relevanten Akteure, Entscheidungen und Informationsflüsse
entlang der PV-Rücklaufkette analysiert und bestehende Informationsbedarfe und
-lücken identifiziert werden. Darauf aufbauend sollen Anforderungen an einen
akteursübergreifenden digitalen Informationsaustausch abgeleitet und geeignete
technologische Ansätze – beispielsweise Digital Product Passports, digitale
Plattformen oder Blockchain-basierte Lösungen – untersucht und bewertet werden.
Ziel ist die Entwicklung eines geeigneten Informations- bzw. Austauschkonzepts
für eine zirkuläre PV-Wertschöpfung.
Die genaue
Aufgabenstellung und methodische Ausgestaltung werden unter Berücksichtigung
der individuellen Kompetenzen und Interessen festgelegt.
Bei
Interesse und Fragen meldet euch gerne bei
zahra.ghazanfarpour@tu-braunschweig.de
Motivation:
Granulatbasierte Vakuumgreifer passen sich flexibel an unterschiedliche Objektgeometrien an und eignen sich dadurch für die Handhabung einer großen Variantenvielfalt. Bei deformierbaren Objekten stellt neben der Geometrie insbesondere die Nachgiebigkeit des Objekts eine Herausforderung dar. Abhängig von den mechanischen Eigenschaften des Objekts können unterschiedliche Greifparameter erforderlich sein, um einen sicheren Greifprozess zu ermöglichen und gleichzeitig eine übermäßige Verformung des Objekts zu vermeiden.
Für einen zukünftig adaptiven Greifprozess ist daher zunächst zu untersuchen, welchen Einfluss die Nachgiebigkeit eines Objekts auf den Greifprozess hat und ob sich daraus geeignete Greifparameter ableiten lassen.
Ziel der Arbeit ist es, die Nachgiebigkeit unterschiedlicher deformierbarer Objekte zu charakterisieren und deren Einfluss auf den Greifprozess experimentell zu untersuchen. Anhand der gewonnenen Daten soll analysiert werden, ob Zusammenhänge zwischen Objektnachgiebigkeit, Greifparametern und erzielbarer Greifkraft erkennbar sind und daraus Empfehlungen für die Wahl geeigneter Greifparameter abgeleitet werden können.
Aufgabe:
Für die Untersuchungen steht ein Spektrum deformierbarer Versuchsobjekte mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften zur Verfügung. Zunächst soll deren Nachgiebigkeit geeignet charakterisiert und anschließend ihr Verhalten in systematischen Greifversuchen untersucht werden.
Mögliche Aufgaben sind:
Was du dabei lernst:
Der Umfang und Schwerpunkt der Arbeit kann individuell abgestimmt werden. Je nach Art der Arbeit kann der Fokus stärker auf der Charakterisierung der Objektnachgiebigkeit, der experimentellen Untersuchung des Greifprozesses oder der datenbasierten Auswertung der Zusammenhänge zwischen Objekteigenschaften und Greifparametern liegen.
Die Ausschreibung richtet sich an Studierende aller technisch-naturwissenschaftlichen Fachrichtungen.
Bei Interesse könnt Ihr Euch gerne per E-Mail bei mir melden: maschal.hakimiy@tu-braunschweig.de
Motivation:
Granulatbasierte Vakuumgreifer passen sich flexibel an unterschiedliche Objektgeometrien an und ermöglichen dadurch die Handhabung einer großen Variantenvielfalt. Bei deformierbaren Objekten wird die erzielbare Greifkraft jedoch nicht nur durch die Greifer- und Prozessparameter, sondern zusätzlich durch die mechanischen Eigenschaften des zu greifenden Objekts beeinflusst.
Für einen zukünftig adaptiven Greifprozess ist daher von Interesse, diese Zusammenhänge datengetrieben zu beschreiben und die erzielbare Greifkraft für unterschiedliche Objekt- und Prozessparameter vorherzusagen. Dabei stellt sich insbesondere die Frage, welche Informationen über das Objekt benötigt werden und mit welchen Modellierungsverfahren auch bei einer begrenzten experimentellen Datengrundlage eine geeignete Vorhersage möglich ist.
Ziel der Arbeit ist es, experimentelle Daten zum Greifen deformierbarer Objekte zu analysieren und geeignete Modelle zur Greifkraftvorhersage zu entwickeln und zu vergleichen. Aufbauend darauf soll untersucht werden, ob aus den Modellergebnissen geeignete Bereiche für die initiale Anpresskraft und Verdichterleistung in Abhängigkeit von der Objektnachgiebigkeit abgeleitet werden können.
Aufgabe:
Für die Untersuchungen werden experimentelle Daten aus Greifversuchen mit deformierbaren Objekten genutzt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Aufbereitung, Analyse und Modellierung dieser Daten sowie der Bewertung unterschiedlicher Vorhersageansätze.
Mögliche Aufgaben sind:
Was du dabei lernst:
Der Umfang und Schwerpunkt der Arbeit kann individuell abgestimmt werden. Je nach Art der Arbeit kann der Fokus stärker auf der Analyse und Auswahl geeigneter Kennwerte, dem Vergleich unterschiedlicher Modellierungsverfahren oder der Anwendung und Bewertung von Machine-Learning-Methoden zur Greifkraftvorhersage liegen.
Die Ausschreibung richtet sich an Studierende aller technisch-naturwissenschaftlichen Fachrichtungen.
Bei Interesse könnt Ihr Euch gerne per E-Mail bei mir melden: maschal.hakimiy@tu-braunschweig.de
Motivation:
Granulatbasierte Vakuumgreifer passen sich flexibel an unterschiedliche Objektgeometrien an und eignen sich dadurch für die Handhabung einer großen Variantenvielfalt. Bei deformierbaren Objekten stellt neben der Geometrie insbesondere die Nachgiebigkeit des Objekts eine Herausforderung dar. Abhängig von den mechanischen Eigenschaften des Objekts können unterschiedliche Greifparameter erforderlich sein, um einen sicheren Greifprozess zu ermöglichen und gleichzeitig eine übermäßige Verformung des Objekts zu vermeiden.
Für einen zukünftig adaptiven Greifprozess ist es daher von Interesse, relevante Objekteigenschaften möglichst frühzeitig und automatisiert zu erfassen. Während geometrische Eigenschaften bereits mit optischen Sensorsystemen bestimmt werden können, stellt die Erfassung der Nachgiebigkeit eines zunächst unbekannten Objekts eine zusätzliche Herausforderung dar. Hierfür ist zu untersuchen, ob sich geeignete kontaktlose Messverfahren und sensorisch erfassbare Merkmale zur Abschätzung der Objektnachgiebigkeit nutzen lassen.
Ziel der Arbeit ist es, unterschiedliche Ansätze zur kontaktlosen Erfassung bzw. Abschätzung der Nachgiebigkeit deformierbarer Objekte zu untersuchen und hinsichtlich ihrer Eignung für einen automatisierten Handhabungsprozess zu bewerten. Dabei soll analysiert werden, welche sensorisch erfassbaren Informationen zur Beschreibung der Objektverformbarkeit geeignet sind und inwieweit sich daraus ein geeigneter Kennwert für die Nachgiebigkeit ableiten lässt.
Aufgabe
Für die Untersuchungen steht ein Spektrum deformierbarer Versuchsobjekte mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften zur Verfügung. Im Rahmen der Arbeit sollen geeignete kontaktlose Messverfahren recherchiert, bewertet und ausgewählte Ansätze experimentell untersucht werden.
Mögliche Aufgaben sind:
Was du dabei lernst
Der Umfang und Schwerpunkt der Arbeit kann individuell abgestimmt werden. Je nach Art der Arbeit kann der Fokus stärker auf der Recherche und Bewertung unterschiedlicher Messprinzipien, der experimentellen Untersuchung eines ausgewählten Verfahrens oder der Auswertung und Ableitung geeigneter Kennwerte zur Beschreibung der Objektnachgiebigkeit liegen.
Die Ausschreibung richtet sich an Studierende aller technisch-naturwissenschaftlichen Fachrichtungen.
Bei Interesse könnt Ihr Euch gerne per E-Mail bei mir melden: maschal.hakimiy@tu-braunschweig.de
Motivation:
Die urbane Nahrungsmittelproduktion gewinnt angesichts wachsender Weltbevölkerung, zunehmender Flächenknappheit und Klimawandel stark an Bedeutung. Im Projekt CUBES Circle wird in Berlin eine Pilotanlage eines symbiotischen Produktionssystems einer kombinierten Pflanzen-, Fisch- und Insektenzucht entwickelt, das auf gekoppelten Stoffströmen zwischen den Produktionssystemen basiert. Die ökologische Bewertung eines solchen Systems stellt methodisch hohe Anforderungen: Die Technische Gebäudeausrüstung (TGA); von Pumpen und Klimatisierung über Beleuchtung bis hin zu spezifischen Anlagen für Aquaponik und Insektenzucht, hat einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Umweltwirkungen, wurde aber bislang im Kontext von CUBES Circle noch nicht systematisch per Life Cycle Assessment (LCA) untersucht. Bestehende Studien zu Vertikalfarmen und Aquaponiksystemen zeigen, dass gerade die Infrastruktur und technische Ausstattung erhebliche, oft unterschätzte Hotspots, aufweisen können. Eine fundierte LCA der TGA ist daher essenziell, um Optimierungspotenziale frühzeitig zu identifizieren und das System in Richtung echter ökologischer Nachhaltigkeit weiterzuentwickeln.
Im Rahmen dieser Studienarbeit soll ein (vergleichendes) Life Cycle Assessment der technischen Gebäudeausrüstung des Systems zur symbiotischen urbanen Nahrungsmittelproduktion (CUBES Circle) durchgeführt werden.
Aufgaben:
Literaturrecherche zu relevanten Grundlagen und methodischen Ansätzen sowie des Stands der Technik im Bereich der Aquaponik- und Insektenzucht-TGA, sowie der Ermittlung relevanter Impact-Kategorien und typischer Hotspots innerhalb der TGA
Aufbau eines Life Cycle Inventorys basierend auf den TGA-Daten der Pilot-Anlage in Berlin
Entwicklung eines LCA Modells in Brightway2.5//Python zur Bewertung der ökologischen Auswirkungen und zur Ermittlung der Hotspots
Hierbei sind Vorkenntnisse im Bereich TGA, LCA oder Python von Vorteil, aber nicht zwingend nötig.
Wenn ich dein Interesse geweckt habe, melde dich gerne per Mail bei mir mit ein paar Worten zu dir und deinem Notenspiegel!
Mail: L.Kloepper@tu-braunschweig.de
Motivation:
Die urbane Nahrungsmittelproduktion gewinnt angesichts wachsender Weltbevölkerung, zunehmender Flächenknappheit und Klimawandel stark an Bedeutung. Im Projekt CUBES Circle wird in Berlin eine Pilotanlage eines symbiotischen Produktionssystems einer kombinierten Pflanzen-, Fisch- und Insektenzucht entwickelt, das auf gekoppelten Stoffströmen zwischen den Produktionssystemen basiert. Die ökologische Bewertung eines solchen Systems stellt methodisch hohe Anforderungen: Die Gebäudeinfrastruktur; von Tragstruktur und Hülle über die Modulkonstruktion bis hin zu Innenausbau (ohne technische Gebäudeausrüstung) und Bodenbelägen, hat einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Umweltwirkungen, wurde aber bislang im Kontext von CUBES Circle noch nicht systematisch per Life Cycle Assessment (LCA) untersucht. Eine fundierte LCA der Gebäudeinfrastruktur ist daher essenziell, um Optimierungspotenziale frühzeitig zu identifizieren und das System in Richtung echter ökologischer Nachhaltigkeit weiterzuentwickeln.
Im Rahmen dieser Studienarbeit soll ein (vergleichendes) Life Cycle Assessment der Gebäudeinfrastruktur des Systems zur symbiotischen urbanen Nahrungsmittelproduktion (CUBES Circle) durchgeführt werden.
Aufgaben:
Hierbei sind Vorkenntnisse im Bereich Bauwesen oder Gebäudeinfrastruktur, LCA oder Python von Vorteil, aber nicht zwingend nötig.
Wenn ich dein Interesse geweckt habe, melde dich gerne per Mail bei mir mit ein paar Worten zu dir und deinem Notenspiegel!
Mail: L.Kloepper@tu-braunschweig.de
Motivation:
Content of the work:
In case you are interested, please send an inquiry via email. Ideally attach your CV and transcript of records.
Lennart Kuhr
l.kuhr@tu-braunschweig.de
Motivation:
Content of the work:
In case you are interested, please send an inquiry via email. Ideally attach your CV and transcript of records.
Lennart Kuhr
l.kuhr@tu-braunschweig.de
Motivation:
Content of the work:
Motivation:
Content of the work:
In case you are interested, please send an inquiry via email. Ideally attach your CV and transcript of records.
Lennart Kuhr
l.kuhr@tu-braunschweig.de
Motivation:
In concrete construction, reinforcement is required to absorb tensile stresses. For this reason, steel reinforcement bars are usually embedded in the concrete. In 3D concrete printing, new methods are needed for integrating the reinforcement. One approach is to weld small pieces of reinforcement together step by step to build up a steel structure.
Your tasks in this thesis:
Are you interested in working on this topic, or do you have any questions or concerns? Please feel free to get in touch with me so that we can discuss it further. (m.megnet@tu-braunschweig.de)
Motivation:
In 3D printing processes, it is very important to strictly monitor and control all process parameters. In the shotcrete 3D printing process, a large number of process parameters are important. Many of these can be measured and controlled using state-of-the-art technology. However, the concrete flow rate presents a challenge. For this reason, a flow measurement system in the form of a scale (gravimetric) has already been developed. It is now important to feed the measurement data from the scale into a process control system within a PLC.
Your tasks for this thesis:
Are you interested in working on this topic, or do you have any questions or concerns? Please feel free to get in touch with me so that we can discuss it further. (m.megnet@tu-braunschweig.de)
Diese Abschlussarbeit kann in Deutsch und in Englisch absolviert werden!
Elektrische Energiespeicher bilden eine Schlüsseltechnologie für die Erreichung gesteckter Klimaziele im Mobilitätssektor. Vor dem Hintergrund stetig steigender Anforderungen hinsichtlich der Energiedichte stellt die Lithium-Festkörperbatterie (Solid-State-Batterie, SSB) mit leitfähigen Festelektrolyten gegenüber konventionellen Lithium-Ionen-Batterien eine vielversprechende Lösung dar. Dennoch stellen die Materialeigenschaften dieser Festelektrolyte, wie bspw. eine besondere mechanische Empfindlichkeit und eine starke chemische Reaktivität mit der Umwelt, große Herausforderung in der industrienahen Produktion von SSBs dar. Dies wird unter anderem in der Stapelbildung sichtbar, bei dem die Festelektrolyte sequentiell und positionsgenau in ein Stapelgebilde zusammen mit weiteren Zellkomponenten über eine Vielzahl von Handhabungsoperationen überführt werden. Dieser Prozess muss hohe Qualitätsstandards, vor allem in der erzielbaren Ablagegenauigkeit, erfüllen. Diese wird zum Teil stark vom Ablöseverhalten des Festelektrolyts vom Greifer nach dem Abbau der Haltekraft bestimmt, welcher von dynamischen Prozessparametern sowie diversen Randbedingungen, wie der Greiferauswahl, abhängig sein kann. Eine dedizierte Analyse dieses Ablöseverhaltens von Zellkomponenten ist wissenschaftlich bislang kaum untersucht worden.
Im Rahmen dieser studentischen Arbeit soll eine experimentelle Untersuchung der Festelektrolythandhabung zur Analyse des Ablöseverhaltens unter verschiedenen Prozess- und Randbedingungen durchgeführt werden. Dabei sollen Implikationen für eine Mehrkörpersimulation identifiziert werden, die eine Modellierung und Analyse des Verhaltens ermöglichen. Im Rahmen der Arbeit sollen die folgenden Themen adressiert werden:
Bei Interesse zu diesem Thema oder Ideen für ein verwandtes Thema bitte ich um eine Nachricht per E-Mail.
Mail: do-minh.nguyen(at)tu-braunschweig.de
-- this thesis can be written in German or English --
In aktuellen Ausschreibungen im Bahnwesen rückt der ökologische Fußabdruck von Produkten als einflussreiche Kennzahl zunehmend in den Fokus. In diesem Zusammenhang ist die Durchführung verlässlicher Product Carbon Footprint (PCF) Berechnungen entlang der Lieferkette erforderlich, um die gesamten Umweltauswirkungen eines Produktes quantifizieren zu können. Insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sind diese Berechnungen häufig mit großen Herausforderungen verbunden, da die vorhandenen Infrastrukturen nicht auf die Sammlung der notwendigen Daten, sowie die darauffolgenden Berechnungen ausgelegt sind.
Ziel der Arbeit ist es, in Zusammenarbeit mit einem mittelständischen Unternehmen die für die PCF Berechnungen notwendigen Infrastrukturen zu konzipieren und umzusetzen und übergeordnete Anforderungen und Handlungsempfehlungen für die notwendige Transformation zu identifizieren.-- this thesis can be written in German or English --
In der modernen Produktentwicklung ist die Integration von Ökobilanzierungen (engl. Life Cycle Assessment, LCA) in den Produktentstehungsprozess (PEP) unerlässlich, um die Umweltauswirkungen der Produkte über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg zu verstehen und minimieren zu können. Durch die Anwendung der LCA Methode bereits ab der Konzeptionsphase können Unternehmen wesentliche ökologische Aspekte wie Emissionen und Ressourcennutzung frühzeitig auswerten und optimieren. Weiterhin ermöglicht die Einbettung dieser Bewertungsmethode in jede Phase des PEP die Wahl umweltfreundlicherer Materialien und effizienterer Herstellungsverfahren, das Vorantreiben nachhaltiger Produktinnovationen und die Entwicklung von Maßnahmen zur signifikanten Reduktion des ökologischen Fußabdrucks des Endproduktes. Die Verknüpfung von LCA und PEP bietet somit die Möglichkeit der prozessbegleitenden, iterativen ökologischen Bewertung, in der die Umweltwirkung eines Produkts bereits frühzeitig als zusätzliches Entscheidungskriterium herangezogen werden können.
Ziel der Arbeit ist es, eine bestehende Schnittstelle zur Integration von LCA in den PEP weiterzuentwickeln.Motivation und Aufgabe:
Elektrische Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und gezielt abgerufen werden. Zum Erzielen niedriger Herstellungskosten liegt ein besonderer Fokus auf einer hochdurchsatzgetrimmten und ressourceneffizienten Prozessgestaltung. Durch eine hohe Empfindlichkeit der eingesetzten Materialien und insbesondere des eingesetzten Elektrolyts gegenüber Feuchtigkeit finden essentielle Fertigungsschritte der Zellfertigung in einer besonders trockenen Atmosphäre statt. Die dafür nötigen Trocknungsprozesse sind extrem Energieaufwendig. Vor diesem Hintergrund soll der Einfluss unterschiedlicher Prozessatmosphären auf Zellqualität und -lebensdauer in studentischen Arbeiten untersucht werden.
Voraussetzungen und allgemeine Informationen:
Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.
Die genaue Aufgabenstellung kann individuell auf die Art der jeweiligen Arbeit sowie die Interessenslagen des jeweiligen Studierenden abgestimmt werden. Sollte die Thematik Ihr interesse geweckt haben, kontaktieren Sie mich gerne per Mail oder auch telefonisch. Bei Kontaktierung per Mail ist zur Einordnung Ihrer Vorkenntnisse zudem die Bereitstellung eines Notenspiegels hilfreich.
Motivation und Aufgabe:
Elektrische
Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von
Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden
Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil
von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige
Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem
dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen
Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche
Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und
gezielt abgerufen werden. Zum Erzielen niedriger Herstellungskosten liegt ein
besonderer Fokus auf einer hochdurchsatzgetrimmten und ressourceneffizienten Prozessgestaltung.
Insbesondere die Elektroden, aber auch die übrigen Zellbestandteile, weisen allerdings
hohe mechanische Empfindlichkeiten auf, die eine hochdurchsatzgetrimmte
Handhabung der Materialien im Fertigungsprozess erschwert. Vor diesem
Hintergrund sollen im Rahmen von studentischen Arbeiten Fertigungsprozesse in
Hinblick auf auftretende Belastungen der Zellmaterialien und –Zwischenprodukte untersucht
und Belastungsgrenzen durch geeignete Versuche ermittelt werden. Ziel ist es
dabei, Material angepasste Prozessfenster zu bestimmen und
Gestaltungsrichtlinien für die Auslegung zukünftiger Hochdurchsatzprozesse
abzuleiten.
Voraussetzungen und allgemeine Informationen:
Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.
Die genaue Aufgabenstellung kann individuell auf die Art der jeweiligen Arbeit sowie die Interessenslagen des jeweiligen Studierenden abgestimmt werden. Sollte die Thematik Ihr interesse geweckt haben, kontaktieren Sie mich gerne per Mail oder auch telefonisch. Bei Kontaktierung per Mail ist zur Einordnung Ihrer Vorkenntnisse zudem die Bereitstellung eines Notenspiegels hilfreich.
Motivation und Aufgabe:
Elektrische
Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von
Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden
Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil
von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige
Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem
dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen
Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche
Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und
gezielt abgerufen werden. Der Wettbewerb um kostengünstige Batterien mit hoher
Qualität erfordert eine stetige Weiterentwicklung der Prozesse der
Zellfertigung, welche mit einer Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und einer
Reduktion von Ausschüssen einhergeht. Große Potentiale lassen sich dabei in der
Integration von Heißfügeprozessen zur Herstellung einer stoffschlüssigen
Verbindung zwischen Elektrode und Separator ausmachen, da so die Anzahl
Handhabungsprozesse für den Stapelprozess der Zellen reduziert werden können. Bei
zu starker Temperatureinwirkung sowie ungünstigen Prozessparametern kann es bei
diesen Fügeprozessen aber zu Beschädigungen des Separators kommen. Daher sollen
im Rahmen von studentischen Arbeiten Methoden und Verfahren zur
Charakterisierung der Verbünde entwickelt und in praktische Versuchen unter Variation
von Prozessparametern evaluiert werden.
Voraussetzungen und allgemeine Informationen:
Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.
Die genaue Aufgabenstellung kann individuell auf die Art der jeweiligen Arbeit sowie die Interessenslagen des jeweiligen Studierenden abgestimmt werden. Sollte die Thematik Ihr interesse geweckt haben, kontaktieren Sie mich gerne per Mail oder auch telefonisch. Bei Kontaktierung per Mail ist zur Einordnung Ihrer Vorkenntnisse zudem die Bereitstellung eines Notenspiegels hilfreich.
Motivation und Aufgabe:
Elektrische Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und gezielt abgerufen werden. Der Wettbewerb um kostengünstige Batterien mit hoher Qualität erfordert eine stetige Weiterentwicklung der Prozesse der Zellfertigung, welche mit einer Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und einer Reduktion von Ausschüssen einhergeht. Große Potentiale lassen sich dabei in der Integration von Heißfügeprozessen zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Elektrode und Separator ausmachen, da so die Anzahl Handhabungsprozesse für den Stapelprozess der Zellen reduziert werden können. Um das Prozessverständnis zu steigern und Optimierungspotenziale der Heißfügeprozesse abzuleiten, muss ein Verständnis über die beim Heißfügen verwendeten Materialien und deren thermische und mechanische Kennwerte aufgebaut werden. Zur Vorbereitung dieser Arbeiten sollen im Rahmen von studentischen Arbeiten Versuchsstände zur Vermessung dieser Kennwerte aufgebaut/ erweitert werden und die Messergebnisse durch Vergleichsmessungen validiert werden.
Voraussetzungen und allgemeine Informationen:
Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.
Im Rahmen der Arbeit können Kompetenzen in den Bereichen Konstruktion, Automatisierungstechnik und in Labortätigkeiten aufgebaut und vertieft werden. Zudem eignet sich die Arbeit, um die Komponenten der Zellproduktion kennenzulernen.
Die genaue Aufgabenstellung kann individuell auf die Art der jeweiligen Arbeit sowie die Interessenslagen des jeweiligen Studierenden abgestimmt werden. Sollte die Thematik Ihr interesse geweckt haben, kontaktieren Sie mich gerne per Mail oder auch telefonisch. Bei Kontaktierung per Mail ist zur Einordnung Ihrer Vorkenntnisse zudem die Bereitstellung eines Notenspiegels hilfreich.
Motivation und Aufgabe:
Elektrische Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und gezielt abgerufen werden. Der Wettbewerb um kostengünstige Batterien mit hoher Qualität erfordert eine stetige Weiterentwicklung der Prozesse der Zellfertigung, welche mit einer Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und einer Reduktion von Ausschüssen einhergeht. Große Potentiale lassen sich dabei in der Integration von Heißfügeprozessen zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Elektrode und Separator ausmachen, da so die Anzahl Handhabungsprozesse für den Stapelprozess der Zellen reduziert werden können. Um das Prozessverständnis zu steigern und Optimierungspotenziale der Heißfügeprozesse abzuleiten, erscheint eine Abbildung dieser Prozesse in numerischen Simulationen (FEM/ CFD) vielversprechend. Im Rahmen von studentischen Arbeiten sollen diese Simulationen daher durch die Durchführung von Materialcharakterisierungen und den Aufbau von Materialkarten der verwendeten Materialien vorbereitet werden. Anschließend sollen numerische Modelle unter Nutzung der Materialkarten entwickelt und durch Vergleich der Simulationsergebnisse mit praktischen Versuchen an den Heißfügeprozessen validiert werden.
Voraussetzungen und allgemeine Informationen:
Die hier dargestellte Aufgabenstellung stellt das allgemeine Ziel dar.
Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.Voraussetzungen und allgemeine Informationen:
Die hier dargestellte Aufgabenstellung stellt das allgemeine Ziel dar.
Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.
Die genaue Aufgabenstellung kann individuell auf die Art der jeweiligen Arbeit sowie die Interessenslagen des jeweiligen Studierenden abgestimmt werden. Sollte die Thematik Ihr interesse geweckt haben, kontaktieren Sie mich gerne per Mail oder auch telefonisch. Bei Kontaktierung per Mail ist zur Einordnung Ihrer Kenntnisse zudem die Bereitstellung eines Notenspiegels hilfreich.
Die Batterieforschung zählt zu den zentralen Zukunftsthemen unserer Zeit: Ohne leistungsfähige, nachhaltige Energiespeicher sind weder Elektromobilität, noch die Energiewende oder digitale Innovationen denkbar. Um diese Ziele zu erreichen, ist die Entwicklung von Batterien der nächsten Generation unerlässlich. Die Einführung neuer Materialien und komplexer Strukturen bringt jedoch auch erhebliche Herausforderungen für Recycling, Materialrückgewinnung und Nachhaltigkeit mit sich.
In dieser Arbeit soll eine theoretische Übersicht über Festkörperbatterienkonzepte, die Bewertung aktueller Recyclingansätze und die Herleitung relevanter technologischer Entwicklungen erstellt werden, um eine Roadmap zu entwerfen. Darüber hinaus wird eine Reihe relevanter KPIs und Stakeholder für die Entwicklung einer Roadmap definiert. Ziel dieser Arbeit ist es, die Struktur der Roadmap zu entwerfen und relevante Elemente und KPIs zu identifizieren, um sie weiterzuentwickeln. Die Ergebnisse werden zu Empfehlungen für die Entwicklung zukünftiger Recyclingprozesse und Designstrategien für Festkörperbatterien führen.
Wir bitten um Bewerbung an Frau Nelli Kononova und Frau Edith Uhlig (e.uhlig@tu-braunschweig.de; n.kononova@tu-braunschweig.de) mit CV, Notenspiegel und kurzem Anschreiben (gerne auch per Mailtext).