Das BMBF beabsichtigt auf Grundlage des Rahmenprogramms „Vom Material zur Innovation“ Forschungs- und Entwicklungsprojekte zur Förderung junger, exzellenter Nachwuchswissenschaftler im Bereich der Batterietechnologie zu fördern. Hiermit sollen die Karriereperspektiven für den exzellenten wissenschaftlichen Nachwuchs im Bereich der Batterieforschung verbessert, aussichtsreiche Karrierewege auch außerhalb der akademischen Laufbahn eröffnet und junge Nachwuchsforscher bei frühzeitigen Entscheidungen über Karrierewege in Deutschland unterstützt werden.
Die Bekanntmachung „BattFutur“ adressiert Nachwuchsforscher, die mit ihren Ideen ein Forschungsprojekt vorantreiben und neue Anwendungen in der Industrie stimulieren. So tragen sie zur Sicherung und stetigen Weiterentwicklung des Forschungs- und Technologiestandortes Deutschland aktiv bei. Mit der Förderung erhalten Nachwuchswissenschaftler die Möglichkeit, an einer Hochschule oder außeruniversitären Forschungseinrichtung in Deutschland eine eigene, unabhängige Nachwuchsgruppe aufzubauen. Mit ihren Forschungsarbeiten, der Führung wissenschaftlichen Personals und einer möglichen Unternehmensgründung sollen sie sich für Leitungsaufgaben in der Wirtschaft oder Forschung qualifizieren. So können herausragende Forschungsvorhaben, die eine Ausgründung eines „Start-up“-Unternehmens beinhalten, mit den dazu notwendigen risikoreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Vorfeld der Ausgründung im Rahmen von „BattFutur“ gefördert werden.
Darüber hinaus unterstützt die Fördermaßnahme die Strategie der Bundesregierung zur Internationalisierung von Wissenschaft und Forschung. So werden jungen Forschern, die bislang im Ausland gearbeitet haben, bei der Rückkehr gute Karrierechancen geboten und ausländische Forscher für den Forschungs- und Industriestandort Deutschland gewonnen. Auch die Kooperation mit anderen Forschungseinrichtungen und Wissenschaftlern ist explizit erwünscht, sodass Vernetzung und Synergieeffekte gefördert werden. Adressiert werden Forschungsarbeiten die im Bereich der anwendungsorientierten Grundlagenforschung angesiedelt sind und einen konkreten Bezug zur industriellen Umsetzung haben. In Kooperation mit Industriepaten loten die Nachwuchsforscher die Anwendungs- und Technologiepotenziale ihrer Technologieentwicklung aus und setzen damit neue Impulse für den Forschungs- und Industriestandort Deutschland.
Gegenstand der Förderung sind Einzelvorhaben an Hochschulen (Universitäten/Fachhochschulen) und außeruniversitären Forschungseinrichtungen, die relevante Fragestellungen der Batterietechnologien adressieren und zur weiteren Qualifizierung sowie Förderung der wissenschaftlichen Selbständigkeit der Nachwuchsforscher geeignet sind. Auch können notwendige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Vorfeld der Ausgründung von „Start-up“-Unternehmen gefördert werden. Forschungsgegenstand aller angestrebten Vorhaben sind material- und prozessbasierte Fragestellungen, die wieder aufladbare, elektrochemische Energiespeicher (Sekundärbatterien) mit den Anwendungsschwerpunkten Elektromobilität, stationäre Systeme und weitere industrierelevante Anwendungen betreffen.
Ziel der Bekanntmachung ist es, die Entwicklung entlang der Wertschöpfungskette für Sekundärbatterien mit Blick auf die zirkulare Wirtschaft voranzutreiben. Übergeordnet werden Ressourceneffizienz und -schonung, Werterhaltung und eine verlängerte Nutzungsphase der Sekundärbatterien sowie die Verbesserung grundlegender Eigenschaften (Schnellladefähigkeit, Alterung und Sicherheit) angestrebt.
Projektideen können unter Berücksichtigung der Ressourcen- und Energieeffizienz beispielsweise zu folgenden Forschungsschwerpunkten im Bereich der Batterietechnologie eingereicht werden:
- Material- und Zellkomponentendesign (z. B. materialeffizienter Einsatz und Substitution der Rohstoffe, recyclinggerechte Konstruktion der Materialien und Zellkomponenten, Labelling für eine Recyclingstrategie),
- Materialsynthese oder -entwicklung von Kathoden- und Anodenmaterialien, Elektrolyten und Additiven sowie Separatoren inklusive Betrachtung des Skalierungspotenzials,
- Materialsimulation bzw. -modellierung als Ergänzung zu experimentellen Untersuchungen,
- mikrostrukturelle und physikalisch-chemische Charakterisierung (z. B. Grenzflächenphänomene, Reaktions- und Transportmechanismen, Einlagerungsmechanismen, Dendritenbildung etc.) inklusive Methodenentwicklung und molekularer Simulationstechniken,
- Zelldesign, z. B. Design und Konstruktion demontage- und recyclingfreundlicher Batteriezellen und -module, innovative Konzepte, die vom üblichen Zelldesign abweichen,
- Monitoringsysteme und Überwachungskonzepte (Hard- und Software) zur Beurteilung der Qualität, des Ladezustands, des Funktions- und des Alterungszustands der Zellen sowie Lebenszyklusbetrachtungen zur Entscheidung Re-Use oder Recycling,
- Prozesssimulation und -entwicklung einschließlich deren Kalibrierung entlang der Prozesskette, beispielsweise unter Einsatz künstlicher Intelligenz für die Modellentwicklung und Parameteridentifizierung sowie Kopplung und Automatisierung einzelner Prozessschritte,
- leistungs‐ und qualitätsoptimierte sowie ressourcenschonende Elektroden- und Zellproduktion mit integrierter Überwachung, Regelung und Optimierung von Anlagen und Prozessen,
- Zellfertigung und -konditionierung inklusive der Ermittlung qualitätsrelevanter Parameter bis hin zum Formier- und Reifungsprozess,
- automatisierte Modulfertigung und Industrie 4.0 inklusive der Entwicklung digitaler Werkzeuge zur Planung ressourceneffizienter Batterieproduktionssysteme,
- Entwicklung innovativer Recyclingverfahren.
Antragsberechtigt sind Hochschulen (Universitäten/Fachhochschulen) und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen. Die Förderung ist personengebunden an die Leitung der Nachwuchsgruppe gekoppelt. Einrichtungen und Unternehmen, die wirtschaftlich tätig sind, sind nicht antragsberechtigt.
Die Zielgruppe sind exzellente Nachwuchsforscher und -forscherinnen, die nach ihrer Promotion bereits erste eigene Forschungserfahrungen gesammelt haben. Projektskizzen von Wissenschaftlern, die zurzeit im Ausland arbeiten und sich langfristig im deutschen Wissenschaftssystem etablieren wollen, sind erwünscht und besonders aufgefordert, sich an der Förderinitiative „BattFutur“ zu beteiligen. Die Bewerbung ausländischer Wissenschaftler ist möglich.
Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme hat das BMBF derzeit den Projektträger Jülich (PtJ) beauftragt. Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt. In der ersten Verfahrensstufe sind dem beauftragten Projektträger beurteilungsfähige Projektskizzen in schriftlicher und elektronischer Form bis spätestens zum 30. November 2020, 30. November 2021 bzw. 30. November 2022 über „easy-Online“ vorzulegen.
