Institut für Angewandte Materialien - Energiespeichersysteme (IAM-ESS)

Thermische Neutronen am Messplatz NECTAR

nectar

Das Projekt besteht aus zwei eng miteinander verbundenen Teilen:

1. Die geplante Option zur Erweiterung des Messplatzes NECTAR, um zusätzlich ein thermisches Neutronenspektrum für tomographische Untersuchungen und andere Bestrahlungsexperimente  zur Verfügung zu stellen. Hierdurch ergibt sich weltweit einmalig die Möglichkeit, kombinierte tomographische Untersuchungen an einer Probe sowohl mit hochenergetischen als auch mit thermischen Neutronen durchzuführen und zusammen mit den kalten Neutronen am Messplatz ANTARES das Spektrum zu vervollständigen.

2. Die Weiterentwicklung und Anwendung der Methodik, um die mit thermischen und schnellen Neutronen gewonnenen Daten in einem kombinierten Auswerteverfahren nutzen zu können.

Im Rahmen dieses Projektantrags stehen dabei in situ Untersuchungen von Lithiumionenzellen und Batteriesystemen im Vordergrund. Die neu geschaffenen Messmöglichkeiten dienen zur Aufklärung von Ermüdungsmechanismen und tragen zur Entwicklung verbesserter Energiespeichersysteme bei. Dies ist insbesondere für die Lebensdauermodellierung von Batterien in Elektrofahrzeugen im Hinblick auf die Etablierung möglicher Anschlussverwendungen („2nd life“) und die Ausfallszenarien von größter Bedeutung für die Elektromobilität und eine nachhaltige Energietechnik. Die Erweiterung des am Strahlrohr SR 10 zur Verfügung stehenden Neutronenenergiebereichs hin zu thermischen Neutronen ist jedoch auch für andere Arbeitsgruppen von Interesse, da die thermische Option kombinierte Experimente an NECTAR ermöglicht, die anderenfalls an zwei separaten Instrumenten durchgeführt werden müssten. Die geplante thermische Option erfüllt dabei alle Anforderungen, die aktuell für solche Anlagen als „state-of-the-art“ betrachtet werden. Ein Einbinden der thermischen Option in den Betrieb der bereits existierenden Anlage mit schnellen Neutronen führt nicht nur zu einer weltweit einzigartigen Kombination der beiden Energiespektren, sondern es werden auch viele, der mitunter kostenintensiven Punkte bei der Installation einer entsprechenden Anlage durch die bereits vorhandene Infrastruktur abgedeckt.