Batterien sind ein Schlüssel zur Energiewende – doch ihre Entwicklung dauert oft Jahre. Das europäische Forschungsprojekt FULL-MAP setzt auf Künstliche Intelligenz, Big Data und autonome Synthese, um diesen Prozess grundlegend zu beschleunigen – das AIT Austrian Institute of Technology ist maßgeblich beteiligt.
„Mit FULL-MAP leiten wir eine neue Ära der Batterieentwicklung ein. Durch die enge Verknüpfung von Daten, Simulation und KI schaffen wir eine Forschungsinfrastruktur, die die Entdeckung und Optimierung von Batteriematerialien radikal beschleunigt“, betont Emina Hadzialic, AIT-Expertin
Batterien spielen eine zentrale Rolle bei der Reduktion von CO₂-Emissionen in Mobilität, Energiewirtschaft und Industrie. Die Entwicklung neuer Batteriematerialien ist jedoch nach wie vor langwierig: Sie basiert meist auf klassischen, schrittweisen Versuch-und-Irrtum-Methoden, die häufig über ein Jahrzehnt in Anspruch nehmen. Um diese Prozesse zu beschleunigen, braucht es neue Ansätze, die digitale Technologien und Automatisierung intelligent miteinander verknüpfen.
Genau hier setzt das europäische Forschungsprojekt FULL-MAP an. Ziel ist die Entwicklung einer vollintegrierten, KI-unterstützten Plattform zur Beschleunigung von Material- und Schnittstellenentwicklung, die den gesamten Batterieentwicklungsprozess – von der Materialentwicklung bis hin zur fertigen Zelle und Zelltestung – widerspiegelt, digitalisiert und automatisiert. Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen, automatisierter Synthese und Hochdurchsatz-Charakterisierung soll die Batterieentwicklung auf ein neues technologisches Niveau gehoben werden.
Innovation für eine neue Generation von Batterien
FULL-MAP verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, um die Zeitspanne von der Entwicklung von Materialien bis zum Einsatz von Batterien der nächsten Generation drastisch zu verkürzen. Die zentralen Projektziele sind:
- Aufbau eines interoperablen Datenrahmens zur strukturierten Erfassung, gemeinsamen Nutzung und Wiederverwendung von Informationen zu Batteriematerialien und -schnittstellen.
- Entwicklung flexibler Design- und Simulationswerkzeuge, die Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen nutzen, um aus Zielvorgaben – etwa bestimmten Materialeigenschaften – geeignete Materialstrukturen und -konfigurationen abzuleiten und gleichzeitig komplexe Simulationsprozesse über mehrere physikalische Skalen hinweg zu beschleunigen.
- Weiterentwicklung von Analysemethoden sowie Automatisierung von hochdurchsatzfähigen Charakterisierungsmodulen und -technologien zur schnellen, zuverlässigen und skalierbaren Untersuchung von Batteriematerialien und deren Schnittstellen.
- Entwicklung KI-gesteuerter, autonom arbeitender Syntheseroboter zur effizienten Herstellung, Testung und datenbasierten Weiterentwicklung neuartiger Materialien durch iterative Optimierungsprozesse.
- Stärkung des europäischen Forschungs- und Innovationssystems sowie der globalen Wettbewerbsfähigkeit der EU im Batteriebereich durch internationale Kooperation und effektiven Wissenstransfer.
Das AIT: Schlüsselrolle in Datenmanagement sowie Modellierung und Simulation
Das AIT Austrian Institute of Technology ist ein zentraler Forschungspartner im Projekt und bringt seine umfassende Expertise in den Bereichen Datenmanagement, Modellierung, Simulation und Digitalisierung ein.
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Strukturierung und Standardisierung der im Projekt generierten Forschungsdaten. AIT entwickelt Konzepte und unterstützt die Verbreitung von Standardisierungsrichtlinien für die effiziente Sammlung, Speicherung und Weitergabe von Daten – immer mit Blick auf Transparenz, Qualität und Interoperabilität. Ziel ist es, eine robuste Dateninfrastruktur zu etablieren, die den Austausch relevanter Stakeholder erleichtert und langfristig den Wissenstransfer unterstützt. AIT wird weiters zur Erstellung eines umfassenden Data Management Plans beitragen, der unter anderem transparente Verwaltungsstrukturen für Datenbesitz, -zugriff und -nutzung definiert. So wird sichergestellt, dass das Datenmanagement im FULL-MAP-Projekt effizient, standardisiert, strukturiert und konform mit EU-Vorgaben ist, um eine nahtlose Forschungszusammenarbeit zu fördern.
Darüber hinaus arbeitet das AIT an der elektrischen und thermischen Modellierung von Batteriezellen, um deren Leistung bereits in frühen Entwicklungsphasen präzise vorhersagen zu können. Diese Modelle dienen als Grundlage, um Anforderungen für unterschiedliche Anwendungen zu definieren und neue Zellkonzepte gezielt zu bewerten. Ergänzend dazu entwickelt das AIT automatisierte Methoden zur Parametrisierung von Batteriemodellen, die anhand experimenteller Daten validiert werden – für mehr Genauigkeit und Zuverlässigkeit.
Im Bereich der Datensicherheit und Plattformintegration legt das AIT als Leiter des Arbeitspakets Datenmanagement die Grundlage für den Aufbau einer Plattform zur beschleunigten Entwicklung von Materialien und Schnittstellen. Darüber hinaus unterstützt das AIT bei der Auswahl geeigneter Datenspeichertechnologien und sorgt für eine reibungslose Zusammenarbeit über technische, institutionelle und nationale Grenzen hinweg.
Über FULL-MAP
FULL-MAP (FULLy integrated, autonomous & chemistry agnostic Materials Acceleration Platform for sustainable batteries) wird im Rahmen des europäischen Forschungsprogramms Horizon Europe gefördert (Fördernummer: 101192848). Die Koordination liegt bei der Vrije Universiteit Brussel (VUB), beteiligt sind über 30 Partnerinstitutionen aus Forschung, Industrie und Technologieentwicklung – darunter führende Universitäten, Unternehmen und Forschungszentren aus ganz Europa.
Weitere Informationen: https://battery2030.eu/battery2030/projects/full-map/
Projektkonsortium
Vrije Universiteit Brussel (Koordinator) | AIT Austrian Institute of Technology | novali | VITO (Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek) | Daikin Chemical Europe | KU Leuven | Siemens Industries Software NV (SISW) | Interuniversitair Micro-Electronica Centrum (IMEC) | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen | Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy (VTT) | Centrum pre využitie pokročilých materiálov Slovenskej akadémie vied (CEMEA) | Solvionic | Ceramic Powder Technology AS (CERPOTECH) | Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien GmbH (MPI-SusMat) | R2M Solution Spain SL | Cellerate Limited | Imperial College of Science, Technology and Medicine | Thermo Fisher Scientific (Bremen) | Ikerlan S. Coop | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verkor | FEI Electron Optics BV | Thermo Fisher Scientific (Brno) | CeLLife Technologies Oy | QunaSys Denmark ApS | Universität Münster | Centre for Process Innovation Limited LBG (CPI) | Excillum AB | Institut Mihajlo Pupin (IMP) | VARTA Innovation GmbH | Siemens AG (Siemens) | CSEM Centre Suisse d'Électronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement
FULL-MAP is funded by the European Union’s Horizon Europe research and innovation programme under grant agreement No. 101192848.