Betrachtet man den bisherigen Ausbildungsweg des 25-jährigen Bernd Eschelmüller, so ergibt sich das Bild eines jungen Mannes, der ziemlich genaue Vorstellungen davon hat, wohin die berufliche Reise gehen soll. Die Fahrzeugtechnik ist dabei eine konstante Größe.

Bereits auf der HTL spezialisierte er sich im Rahmen der Fachrichtung Maschinenbau auf Kraftfahrzeugtechnik. Nach dem Zivildienst bei einem Rettungsdienst entschied er sich, der Technik treu zu bleiben. An der Fachhochschule Campus Wien belegte er deshalb den Bachelor-Studiengang "High Tech Manufacturing", der den Fokus auf Produktionsplanung und -optimierung legt. Daran schloss er den neuen Master-Studiengang "Green Mobility" an.

Pouch-Zellen

Berufsbegleitend hat er unter anderem bei einem Hersteller von Rohrpostanlagen und bei der Fahrzeugsparte von Siemens gearbeitet. Seit März dieses Jahres war Eschelmüller Werkstudent beim Austrian Institute of Technology (AIT) und arbeitete dort an seiner Masterarbeit. Diese befristete Position ging unlängst in eine unbefristete Anstellung als Research Engineer am Center for Low-Emission Transport des AIT über.

Hier arbeitet er künftig an der Entwicklung von Energiespeichersystemen für den Automobilbereich mit. In seiner Masterarbeit hat sich Eschelmüller mit der Produktion einer bestimmten Bauart von Lithium-Ionen-Zellen beschäftigt, sogenannten Pouch-Zellen.

Diese haben kein metallisches Gehäuse, sondern sind in eine Verbundfolie eingepackt. "Dadurch weisen sie eine hohe Leistungs- und Energiedichte auf", erklärt der Jungforscher. "Aufgrund ihrer quadratischen Form lassen sie sich außerdem gut zu Modulen zusammensetzen." Ausgangspunkt seiner Analyse sind Zellkomponenten wie Anode, Kathode, Elektrolyt, Seperator und Pouchfolie.

Fehlertoleranzen untersucht

Bei ihrem Zusammenbau zu einer funktionsfähigen Zelle kann viel schiefgehen. Die akademische Abschlussarbeit untersucht, welche Fehlertoleranzen zulässig sind, ohne dass daraus kritische Verluste bei Kennwerten wie Kapazität und Zyklenfestigkeit der Zelle resultieren.

So kann man beispielsweise zu viel oder zu wenig Elektrolyt dosieren – beides ist unerwünscht. Auch die möglichst exakte Positionierung der einzelnen Zellelemente übereinander zu einem Stapel ist eine kritische Prozessgröße.

Ein wenig Versatz ist verkraftbar, aber wie viel genau? Das hat Eschelmüller untersucht und exakte Toleranzgrenzen für zulässigen Versatz herausgefunden, der nicht auf Kosten der Zellleistung geht. Dazu hat er im Labor selbst Pouch-Zellen mit definierten Fehlern gebaut und deren Auswirkungen auf die Leistungsdaten der Zellen gemessen.

Eschelmüller schätzt das theoretische Arbeiten ebenso wie die Praxis: "Ich mag die Mischung aus beiden. Also Literatur wälzen, berechnen und analysieren. Aber auch die Umsetzung theoretischer Erkenntnisse in die Praxis."

Seine Tätigkeit im Batterie-Team des AIT sieht er in einem größeren volkswirtschaftlichen Kontext: "Das meiste Know-how in der Batterieproduktion haben die asiatischen Hersteller. Wir wollen den Forschungsfortschritt vorantreiben, um die europäischen Unternehmen fit für den Wettbewerb zu machen." (Raimund Lang, 24.11.2020)