Forschungsschwerpunkt
In der chemischen und biochemischen Industrie, sowie in der Energietechnik spielen poröse Materialien eine wichtige Rolle. Beispiele hierfür sind: Batterieelektroden, Katalysatoren und Textilien. Besonders die Stofftransporteigenschaften dieser Materialien sind von zentralem Interesse. Für die Optimierung von derartigen Prozessen und Applikationen ist daher eine Vorhersage und Berechnung der Stofftransporteigenschaften essenziell, da nur so ein effizientes Material- und Prozess-Design durchgeführt werden kann. Mit Simulation auf der Porenskala und Up-Scaling Methoden können die Transporteigenschaften basierend auf der Mikrostruktur vorhergesagt werden. Dadurch kann die für den Prozess optimale Mikrostruktur des Materials bestimmt werden.
Aktuelle Forschungsprojekte
Der Stoff- und Wärmetransport soll skalenübergreifen in Textilien modelliert werden. Dies ermöglicht eine Vorhersage der Transporteigenschaften basierend auf der Porenstruktur des Textils. Mit Hilfe der damit gewonnen Erkenntnisse können speziell auf den Anwendungsfall hin designte Textilien entwickelt werden. Der Textildesignprozess wird dadurch digitalisiert und die aufwendige Probenerstellung sowie Vermessung wird minimiert.
Um Li-Ionen-Batterien hinsichtlich spezifischer Anwendungen zu optimieren, ist ein Verständnis für das Auf- und Entladeverhalten eines solchen Systems entscheidend. Im Rahmen dieses Projektes wird mittels Upscaling ein Makro-Modell implementiert, welches das Batterieverhalten möglichst exakt abbilden soll.
In einem weiteren Schritt soll das Makro-Modell für ein virtuelles Materialdesign von Li-Ionen-Batterien verwendet werden.