Festkörper und operando NMR-Analytik für die Batterieforschung (NMR-Batt)

23.12.2025

• Gegenstand
• Ziel
• Methodik
• Partner + Förderer

Mittels des Infrastrukturprojekts „NMR-Batt“ wird die NMR-Expertise der BAM um Batterie-NMR-Methoden erweitert, das Forschungsprofil des Aktivitätsfeld EES erweitert und der Batteriestandort Deutschland verbessert.

Ziel des Infrastrukturprojekts ist es drei NMR-Methoden (MAS, in-situ/operando und Gradienten-NMR) für die Batterieforschung zu etablieren.

Projektkoordination: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Förderung: Das Projekt wird vom BMBF Aufruf „Ausbau der nationalen Forschungsinfrastruktur im Bereich der Batteriematerialien und -technologien (ForBatt)

Festkörper und operando NMR-Analytik für die Batterieforschung (NMR-Batt)

Der Forschungsstandort BAM verfügt bereits über eine etablierte Standard-Festkörper-NMR-Infrastruktur, die seit Jahren erfolgreich für die Materialcharakterisierung eingesetzt wird. Mit der neuen Batterie-NMR-Infrastruktur wird diese Basis nun gezielt erweitert und an zwei zentrale Kompetenzfelder angebunden: zum einen an die bestehende NMR-Expertise, zum anderen an das BAM-Aktivitätsfeld „Elektrische Energiespeicher“ (EES). Auf diese Weise entsteht ein synergetisches Forschungsprofil, das die Batterieforschung der BAM nachhaltig stärkt und neue Impulse für die Entwicklung innovativer Energiespeichertechnologien setzt.

Konkret umfasst die Erweiterung drei hochwertige Messmethoden:

Festkörper-MAS-NMR-Spektroskopie, die eine präzise Materialcharakterisierung erlaubt und damit die Grundlage für das Verständnis struktureller Eigenschaften bildet.

Statische in-situ NMR-Spektroskopie, die batteriechemische Prozesse direkt während des Betriebs sichtbar macht und so entscheidende Einblicke in Reaktionsmechanismen liefert.

Eine Kombination aus in-situ/operando und Gradienten-NMR-Spektroskopie, die es ermöglicht, komplexe Vorgänge in Batterien räumlich und zeitlich aufzulösen.

Diese Methoden eröffnen neue Möglichkeiten in eigenen Forschungsprojekten wie DialySorb oder HyMetBat, die sich mit innovativen Materialien und neuartigen metrologischen Methoden beschäftigen. Gleichzeitig schaffen sie eine solide Basis für Kooperationen mit externen Partnern. Besonders hervorzuheben ist das Berlin Battery Lab (BBL), das kürzlich von der BAM gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Humboldt-Universität zu Berlin gegründet wurde. Hier entsteht ein dynamisches Umfeld, in dem akademische und industrielle Partner zusammenkommen, um die Batterieforschung in Deutschland voranzubringen.

Die neuen NMR-Methoden stehen nicht nur für interne Projekte zur Verfügung, sondern können auch über direkte Anfragen oder vermittelt durch die Cluster des Batterieökosystems Deutschland genutzt werden. Damit bietet die BAM eine offene Plattform, die den Wissens- und Technologietransfer fördert und die Wettbewerbsfähigkeit des Batteriestandorts Deutschland stärkt.

Förderung

BMBF Call „Ausbau der nationalen Forschungsinfrastruktur im Bereich der Batteriematerialien und -technologien (ForBatt)