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Photonics News

2017-06-30 [

Florian Aigner

]

Autobatterien und dünne Schichten: ausgezeichnete Diplomarbeiten

Die SEW-Eurodrive-Stiftung zeichnete Diplomarbeiten aus. Zwei der Preise gingen an die TU Wien – an Thomas Bruckmüller und Florian Höller.

Florian Höller (l) und Thomas Bruckmüller (r)

SEW-Eurodrive, ein deutsches Antriebstechnik-Unternehmen, vergibt jährlich Diplomarbeitspreise in den Bereichen Elektrotechnik, Maschinenbau und Wirtschaftswissenschaften. Auch Diplomarbeiten der TU Wien wurden diesmal ausgezeichnet: Thomas Bruckmüllers Arbeit über Batteriewechselsysteme und Florian Höllers Arbeit über die spektrometrische Untersuchung extrem dünner Materialschichten.

Batterien tauschen oder selbst aufladen?
Elektrofahrzeuge werden immer populärer, doch nach wie vor hat man in der Elektromobilität mit entscheidenden Problemen zu kämpfen – insbesondere mit der beschränkten Reichweite und der langen Ladezeit der Batterien. Eine elegante Lösung wäre es, an Wechselstationen die leere Batterie rasch gegen eine geladene zu tauschen. Die Ladung der Batterie kann dann langsam und unter idealen Umgebungsbedingungen erfolgen, was die Lebensdauer signifikant erhöht. Bisher haben sich solche Wechselsysteme allerdings nicht durchgesetzt.

Thomas Bruckmüller vom Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik der TU Wien analysierte in seiner Diplomarbeit (betreut von Prof. Bernhard Geringer) verschiedene Wechselsysteme, bewertete sie und zeigte innovative Verbesserungsmöglichkeiten auf.

Dabei stellte er fest, dass für ein Batteriewechselsystem ein erhebliches Potential existiert. Dass sie sich bisher trotzdem nicht durchsetzen konnten, liegt einerseits an der geringen Verbreitung von E-Fahrzeugen, andererseits in der Tendenz zu größeren Batteriekapazitäten, was den Bedarf an einer Wechsellösung reduziert. Ebenso ist eine ausgeklügelte Infrastruktur erforderlich. Leider gibt es auch keinen Trend zur Standardisierung von Batterien. Trotzdem wäre die Anwendung eines Wechselsystems in einer gemischten Flotte zur Reduktion der Emissionen im Stadtverkehr und der sonst notwendigen Batterieladezeit sehr sinnvoll, ist
Bruckmüller überzeugt.

Die Arbeit entstand in enger Zusammenarbeit und mit Unterstützung der Austrian Mobile Power (AMP) – einen Zusammenschluss E-Fahrzeug affiner Unternehmen, Mitglieder sind etwa Magna oder AVL Graz.

Licht und ultradünne Schichten
Ultradünne Schichten, die nur aus einer oder aus wenigen Atomlagen bestehen, verhalten sich oft ganz anders als dickere Objekte aus demselben Material – das wissen wir spätestens seit der Entdeckung des Kohlenstoff-Materials Graphen. Florian Höller vom Institut für Photonik der TU Wien untersuchte in seiner Diplomarbeit (betreut von Prof. Thomas Müller und Prof. Karl Unterrainer) dünne Schichten mit den Methoden der optischen Spektroskopie.

Höller entwickelte einen Versuchsapparat um zu messen, wie sogenannte „Übergangsmetall-Dichalkogenide“ Licht absorbieren. Sie wurden mit weißem Licht angestrahlt, danach wurde das reflektierte Licht spektral analysiert. Mit speziellen numerischen Rechenmethoden wurde dann ermittelt, wie stark das Material Licht unterschiedlicher Wellenlängen absorbiert.

Außerdem untersuchte Florian Höller eine Heterostruktur, die aus zwei verschiedenen atomar dünnen Schichten (Molybdendisulfid und Wolframdiselenid) besteht. Unter bestimmten Bedingungen funktioniert diese Struktur als Solarzelle. Mit Hilfe ultrakurzer Laserpulse wurde die Struktur beleuchtet und der daraus resultierende elektrische Strom wurde gemessen. Dadurch wurde es möglich, Erkenntnisse über den zeitlichen Ablauf der beteiligten Prozesse im Material zu gewinnen.

Diplomarbeitspreis
Der Diplomandenpreis der SEW-Eurodrive-Stiftung ist mit je 2.500 Euro dotiert. Er wurde am 23. Juni an insgesamt 23 Personen vergeben. Ausgezeichnet werden Jahr für Jahr Diplomarbeiten, die nicht nur durch besondere Qualität hervorstechen, sondern auch in angemessener Zeit abgeschlossen werden konnten.