10.05.2023 Herausragende Forschung im Bereich der Energiespeicherung ausgezeichnet
Dr. Shamail Ahmed erhält den fachbereichsinternen Alfred-Wegener-Dissertationspreis für den Jahrgang 2022
Dr. Shamail Ahmed, der in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Kerstin Volz promoviert hat, erhält den Preis für seine Dissertation Characterization of Ni-Rich Lithium-Ion Battery Layered Cathode Materials Using Scanning Transmission Eelctron Microscopy. Im Rahmen seiner Arbeit ist es ihm gelungen, mittels TEM zwei Effekte zu identifizieren, die mitverantwortlich sind für Material-bedingte Probleme bei der Speicherung von Energie. Seine Forschungsergebnisse liefern Erkenntnisse darüber, warum die in solchen Batterien verwendeten Materialien so schnell degradieren. Damit ist seine Arbeit von besonderer wissenschaftlicher und auch gesellschaftspolitischer Relevanz, denn die nachhaltige Erzeugung und Speicherung von Energie gehören zu den drängendsten Fragen unserer Zeit.
Für die effiziente Energiespeicherung ist die Entwicklung von leistungsfähigen, kostengünstigen und Ressourcen-verträglichen elektrochemischen Energiespeichern von grundlegender Bedeutung. Dementsprechend ist die Weiterentwicklung von Batterien ein Schlüsselthema der Energiewende. Die Struktur und Stabilität von Kathoden-Materialien ist dabei ganz entscheidend für die Funktionalität der gesamten Batterie. Hier sind wiederum Defekte und die Strukturen von Grenzflächen ebenso wie die Zusammensetzung der Materialien entscheidend für die Eigenschaften daraus designter Bauelementstrukturen.
Ziel der Forschung von Dr. Ahmed war daher u. a. ein verbessertes Verständnis der Struktur der Kathoden-Materialien, die in Batterien verwendet werden, insbesondere des Ni-reichen NCM (Li(NiCoMn)O2).
Von extrem großer wissenschaftlicher und dann auch anwendungstechnischer Relevanz sind darüber hinaus weiterführende Studien von Dr. Ahmed, die es erlauben, Lithium – das Ion, das für die Funktionalität der Batterie verantwortlich ist – mittels STEM abzubilden. Anhand aufwendiger Simulationsrechnungen der Elektronenstreuung ist es Dr. Ahmed gelungen, Abbildungsbedingungen zu finden, die es ermöglichen, dieses schwach streuende Element zu „sehen“.
„Aufbauend auf den Forschungsergebnissen von Dr. Ahmed wird es in Zukunft möglich sein, die Prozesse in Batterien wahrheitsgemäß und detailgenau abzubilden. Dies wird wiederum erlauben, Schlüsse zur Degradation von Batterien zu ziehen, die letztlich zu einer Verbesserung der Batteriematerialien führen werden.“, erläutert Prof. Volz die Bedeutung der Forschungsergebnisse ihres Doktoranden.
Die Entscheidung, Dr. Shamail Ahmed mit dem Alfred-Wegener-Dissertationspreis auszuzeichnen, fiel am 10. Mai 2023 durch den Fachbereichsrat des Fachbereichs Physik, der damit der Empfehlung der Auswahlkommission gefolgt ist.
„Ausschlaggebend für die Entscheidung,“ so Prof. Florian Gebhard, Vorsitzender des Auswahlgremiums und Dekan des Fachbereichs Physik, „war, dass es ihm in aufwendigen Versuchsreihen gelungen ist, die Raster-Transmissions-Elektronenmikroskopie (STEM) weiterzuentwickeln und zwar sowohl in der experimentellen Erfassung der Daten wie auch in deren theoretisch-numerischer Auswertung.“ Überzeugt hat das Auswahlgremium darüber hinaus die beachtliche Publikationsleistung von Shamail Ahmed. Im Rahmen der kumulativen Dissertation hat er acht Artikel in zumeist sehr renommierten Fachzeitschriften veröffentlicht. „Shamail Ahmed“, so führt Prof. Gebhard aus, „hat sich eine enorme Expertise erarbeitet. Seine Arbeiten werden bereits heute häufig zitiert, was die hohe Relevanz seiner Forschungsergebnissen eindrucksvoll dokumentiert.“
Der Fachbereich Physik schreibt den Alfred-Wegener-Dissertationspreis, der durch die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung gefördert wird und mit 4.000 Euro dotiert ist, seit 2019 jährlich aus und würdigt damit den wissenschaftlichen Fortschritt, der mit der ausgezeichneten Arbeit erzielt wurde.
Der Fachbereich dankt der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung für diese Förderung.