Der Materialwissenschaftler Christian Prehal erhält einen mit 2,4 Mio Euro dotierten Starting Grant des Europäischen Forschungsrates (European Research Council – ERC). Der Jungwissenschaftler wird an der Paris Lodron Universität Salzburg an der Entwicklung einer auf Metall und Schwefel basierenden, ökologisch verträglichen „Superbatterie“ arbeiten.

Christian Prehal (geboren 1988 in Radstadt, Salzburg) studierte Materialwissenschaften an der Montanuniversität Leoben, wo er 2017 im Bereich der Materialphysik und Elektrochemie promovierte. Im selben Jahr erhielt er den  Christian Doppler Preis 2017 der Salzburger Landesregierung. Nach einem zweijährigen Postdoc-Aufenthalt an der TU Graz, wechselte Prehal im Zuge eines Marie Skłodowska-Curie Stipendiums an die ETH Zürich, wo er seither an nachhaltigen Batterietechnologien, wie Lithium-Schwefel-Batterien forscht. Die Schwerpunkte liegen dabei auf der Methodenentwicklung, um die physikalisch-chemischen Prozesse im Inneren der Batteriematerialien besser zu verstehen.

Nicola Hüsing, Vizerektorin für Forschung an der Paris Lodron Universität Salzburg, betont: „Mit Christian Prehal geht dieser hochdotierte Starting Grant an einen absoluten Spitzenforscher, dem ich sehr herzlich gratuliere. Seine Forschungsarbeit könnte einen Quantensprung in der Entwicklung umweltfreundlicher Batterien bewirken, eine Forschungsleistung, die unserer Gesellschaft sehr nützlich sein wird.“ Die Forschungen werden am Fachbereich Chemie und Physik der Materialien der PLUS durchgeführt, der von Professor Oliver Diwald geleitet wird.

Batterien sind eine der Schlüsseltechnologien, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Derzeit findet eine Revolution im Bereich der Mobilität aber auch in der Energieerzeugung statt. Sowohl für den Einsatz in der Elektromobilität als auch für die stationäre Speicherung von erneuerbaren Energien müssen zukünftige Batterien nachhaltiger, kostengünstiger und leistungsfähiger werden. „Bahnbrechend in dieser Hinsicht könnten Metall-Schwefel-Batterien sein“, betont Christian Prehal. „Als Metall können wir Lithum, Natrium oder Magnesium verwenden. Neben den niedrigen Kosten und der Nachhaltigkeit des Speichermaterials Schwefel könnte diese Art von Batterien auch enorme Mengen an Energie speichern.“ Wichtigste Voraussetzung für die Realisierung dieses Vorhabens sei es jedoch, ein grundlegendes Verständnis über Prozesse auf der Nanometerskala (ein Millionstel Millimeter) zu haben. Nur so könne diese neue und vielverspechende Batterietechnologie in die Praxis umgesetzt werden, so Prehal.

Genau hier setzt das ERC Starting Grant Projekt an. Christian Prehal und sein Team wollen die Mechanismen der Umwandlung in Metall-Schwefel-Batterien identifizieren und daraus effizientere Möglichkeiten der Schwefelumwandlung ableiten. „Kern unserer Arbeit ist die Entwicklung neuer experimenteller Methoden und die Nutzung moderner Methoden der Datenwissenschaften, wie etwa Machine Learning. Im ERC Projekt kombinieren wir zeitaufgelöste Röntgenstreuung und Cryo-Elektronenmikroskopie mit Machine-learning unterstützter stochastischer Modellierung. Damit können wir die sehr komplexe Strukturbildung auf der Nanometerskala direkt, während des Ladens und Entladens verfolgen“, so Prehal. Die daraus abgeleiteten Designprinzipien sollen schließlich in Prototypen mit hoher Speicherdichte und hoher Lebensdauer sowie ohne kritische Rohmaterialien wie Nickel und Cobalt umgesetzt werden.

ERC Starting Grants bieten jungen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen, die noch am Beginn ihrer Karriere stehen die Möglichkeit, sich mit eigenständigen Projekten als exzellente Forschende zu etablieren. Die Mittel werden für einen Zeitraum von fünf Jahren zur Verfügung gestellt. Insgesamt 17 Förderpreise mit einem Gesamtvolumen von 28,3 Mio Euro gingen nach Österreich, das damit europaweit auf Platz acht rangiert. Eine Liste aller Preisträger*innen, Statistiken zum Abschneiden einzelner Länder und die Presseinformation des ERC sind auf der Website des ERC abrufbar:  European Research Council awards €636m in grants to emerging science talent across Europe | ERC (europa.eu)

Informationen:

Projektname: Systems Materials Engineering for High-Rate Solid-Sate Conversion in Metal-Sulfur Batteries (SOLIDCON)
Projektleitung: Dr. Christian Prehal
Paris-Lodron University Salzburg (PLUS)
Projektdauer: 5 Jahre

Kontakt:

Dr. Christian Prehal ist über E-Mail erreichbar, befindet sich jedoch derzeit in den USA und antwortet zeitversetzt: