
Duration | 01/07/2026 - 30/06/2029 |
Executing unit | Uni Ulm • Stochastik |
Location | Ulm |
Amount of funding | 381.110,00 € |
Total budget | 381.110,00 € |
Sponsor | BMFTR |
Segmentierung und statistische Analyse von 3D-Bilddaten von Elektroden
Kalibrierung und Validierung von parametrischen, stochastischen Mikrostrukturmodellen
Generierung von virtuellen, aber realistischen, 3D-Strukturen für Elektroden
Herleitung von quantitativen Struktur-Eigenschaftsbeziehungen
Im Rahmen des Projektes HoNaBat sollen an der Universität Ulm tomographische Bilddaten von Elektroden für Natrium-Ionen-Batterien segmentiert und statistisch analysiert werden.
Für die Segmentierung werden klassische Methoden der Bildverarbeitung als auch Methoden des maschinellen Lernens wie convolutional neural networks verwendet. Dadurch kann die komplexe 3D-Morphologie durch interpretierbare, geometrische Deskriptoren quantifiziert werden. Insbesondere kann auch der Einfluss von Prozessparametern auf die Elektrodengeometrie untersucht werden. Die segmentierten 3D-Bilddaten dienen dann als Grundlage zur Kalibrierung von parametrischen, stochastischen Mikrostrukturmodellen, welche auf Methoden der stochastischen Geometrie basieren. Auch hier werden klassische Ansätze mit Methoden der generativen künstlichen Intelligenz (z. B. generative adversarial networks) kombiniert, um beispielsweise die Modell-Kalibrierung effizienter durchzuführen. Ziel ist es, ein- und denselben Modelltyp für unterschiedlich hergestellte Elektroden zu verwenden, sodass durch Interpolation der Modellparameter quantitative Prozess-Eigenschaftsbeziehungen hergeleitet werden können. Nach der Modellvalidierung wird ein breites Spektrum von virtuellen, aber dennoch realistischen, 3D-Strukturen für Elektroden in Natrium-Ionen-Batterien mittels (stochastischer) Monte-Carlo-Simulation generiert. Diese vielfältige Strukturdatenbank dient dann als Grundlage zur Herleitung von quantitativen Struktur-Eigenschaftsbeziehungen. Insbesondere werden hierfür die an der Universität Ulm generierten Strukturen als Geometrie-Input für ortsaufgelöste numerische Simulationen von elektrochemischen Eigenschaften am DLR-ECE verwendet. Dieser als virtuelles Materialtesten bezeichnete Ansatz ermöglicht es, optimale 3D-Strukturen zu identifizieren, welche mit verbesserten elektrochemischen Eigenschaften einhergehen.
Quelle: Institut für Stochastik, Universität Ulm (19.10.2026)


Funding code: 03XPB067C
Sponsor:
Project management agency (governmental):
Profile of funding:
Technologie- und Innovationsförderung
Type of funding:
Direkte Projektförderung
Systematic nature of the performance plan:
Li-Ionen-Batterien

01/07/2026 - 30/06/2029
03XPB067A

01/07/2026 - 30/06/2029
03XPB067B
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
Pfaffenwaldring 38 – 40
70569 Stuttgart
DE

01/07/2026 - 30/06/2029
03XPB067D

01/07/2026 - 30/06/2029
03XPB067E
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg
Standort Ulm
Akkumulatoren Materialforschung
Lise-Meitner-Str. 24
89081 Ulm
DE

01/07/2026 - 30/06/2029
03XPB067F

01/07/2026 - 30/06/2029
03XPB067G

