Grensoverschrijdend batterijonderzoek Twente en Münster

Winter: Onze twee teams ‘coveren’ samen de hele waardeketen van batterijcellen en systemen: van de ontwikkeling van nieuwe en verbeterde materialen tot het ontwerp van batterijcellen en manufacturing en uiteindelijk de recycling van apparaten voor energieopslag. Bij MEET, streven we naar een holistisch, systemisch onderzoek om electrochemische opslag-‘devices’ en omzetters, tot aan het niveau van cellen. Dit proces neemt ook de vele kanten van toepassing mee, inclusief economische levensvatbaarheid, milieuaspecten en impact op de samenleving.

Huijben: “Onze focus ligt op het ontwikkelen van geavanceerder materialen en chemische processen voor de volgende generatie van accu’s. Via onze faculteit Engineering Technology en het op de campus gevestigde Fraunhofer Project Center, richten we ons ook sterk op de maaktechnologie. Zowel MEET en het Fraunhofer Project Center zijn partners in de nieuwe Research Fab Battery Cells van de Fraunhofer Gesellschaft. We vullen elkaar dus perfect aan, als echte complementaire partners.”

Winter: “Zowel in Münster als in Twente leggen we veel nadruk op interdisciplinaire samenwerking. Dat is een voorwaarde voor gezamenlijk succes. In Münster hebben we alleen al een netwerk met ongeveer 300 batterij-onderzoekers ‘on site’. Behalve MEET, gaat het hierbij om het Helmholtz Institute Münster, een tak van Forschungszentrum Jülich, de afdeling Chemie en Farmacie van de universiteit – een van de grootste in zijn soort in Duitsland – en de Research Fab Battery Cells van Fraunhofer.

Huijben: “Op dit moment werken we bijvoorbeeld aan onderzoek naar geavanceerde coatings om de stabiliteit van de batterij-anodes te verbeteren. Met dit doel hebben we speciaal ontworpen materialen uitgewisseld tussen de twee labs en verkennende analyses uitgevoerd. Nog maar kort geleden zijn we ook begonnen met een onderzoeksproject op het gebied van vastestof elektrolyten. Hier onderzoeken we de elektrochemische prestaties van dunne film modelsystemen die sterk geordend zijn. We hopen dat dit ons fundamenteel inzicht geeft om de knelpunten op te heffen voor het realiseren van praktische vastestofbatterijen. Deze gezamenlijke inspanning is uniek en alleen maar mogelijk dankzij de combinatie van expertise op het gebied van vastestof elektrolyten die in Münster aanwezig is, met de dunne lagen synthese op atomair niveau die we in Twente hebben.

Huijben: “Na talloze wetenschappelijke uitwisselingen en presentaties van onderzoek wederzijds, was er in 2018 een joint collaboration grant ‘Nanostructured interfaces for next-generation batteries’. Dit is te zien als de start van de samenwerking. Het gaat uit van de kracht van MEET in batterijtechnologie en van het MESA+ Instituut in nanotechnologie. We creëren hiermee unieke onderzoeksmogelijkheden die cruciaal zijn voor doorbraken in geavanceerde energie-opslag.

Winter: “Ik kan daar nog het project ‘BatteryNL- Next Generation Batteries based on Understanding Materials Interfaces’ aan toevoegen. Gecoördineerd door de TU Delft, en zowel MEET als de UT zijn erbij betrokken.

Huijben: Studenten kunnen colleges volgen over batterijtechnologie in uitwiselingsprogramma’s aan beide universiteiten. Aan beide kanten hebben we een heel palet aan vakken die over batterijtechnologie gaan, zoals materiaalkunde, chemie, nanotechnologie en advanced manufacturing. Na hun Master of promotie aan het ene instituut kunnen afgestudeerden aan het andere gaan werken. Een voormalige promovendus van mijn groep vervolgt zijn academische loopbaan bijvoorbeeld nu in de groep van Prof. Wolfgang Zeier in Münster.

Winter: In onze projecten krijgen studenten meestal een actieve rol, bijvoorbeeld door een eigen onderzoeksproject of -stage, van Bachelor tot promovendus. Zij krijgen de kans om te werken met vooraanstaande experts en jonge collega’s. Ik zie ernaar uit om UT-studenten te verwelkomen in onze labs, en studenten uit Münster de kans te geven om in Nederland aan de slag te gaan.

Huijben: “We zitten momenteel in het proces van het opzetten van een lange-termijn grensoverschrijdend batterij onderzoeksprogramma van Münster en Twente. Deze bilaterale samenwerking zal ook funding vereisen voor de start: dat wijkt af van de gebruikelijke nationale funding in Nederland en Duitsland of de grootschalige onderzoeksconsortia in Europa.”

Winter: “De vraag en noodzaak van batterij-onderzoek stopt nu eenmaal niet bij nationale grenzen. We zijn nauwelijks 70 kilometer van elkaar verwijderd, dat alleen al is een strategisch voordeel. Wij zijn bijvoorbeeld een tandemprogramma aan het ontwikkelen voor studenten en onderzoekers. Samen willen we bijdragen aan de transnationale kwalificaties voor batterijspecialisten en daarbij ook de lokale en regionale economie en klimaatplannen ondersteunen. Onze Nederlands-Duitse samenwerking heeft, verwacht ik, weer uitstraling naar internationale spelers. Zo vertalen we regionale kracht naar supra-regionale uitstraling, ook voor de industrie.”