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Universität Bayreuth, Pressemitteilung Nr. 003/2022, 10.01.2022

Prof. Johanna Pausch und Prof. Matteo Bianchini erhalten höchsten europäischen Forschungspreis

Der Europäische Forschungsrat (ERC) hat Prof. Dr. Johanna Pausch, Juniorprofessorin Agrarökologie an der Universität Bayreuth, und Prof. Dr. Matteo Bianchini, Lehrstuhlinhaber Anorganische Aktivmaterialen, für elektrochemische Energiespeicher an der Universität Bayreuth, jeweils mit einem ERC Starting Grant ausgezeichnet. Für die Forschungsvorhaben erhalten Pausch 1,5 Millionen und Bianchini 1,8 Millionen Euro in den nächsten fünf Jahren.

Der ERC Starting Grant ist der bedeutendste europäische Forschungspreis. Er wird exzellenten Wissenschaftler*innen zuerkannt, die am Beginn ihrer Karriere stehen und deren Promotion zwischen zwei und sieben Jahren zurückliegt.

Prof. Dr. Johanna Pausch bekommt 1,5 Millionen Euro für das Forschungsprojekt „MYCO-SoilC - Mycorrhizal Types and Soil Carbon Storage: A mechanistic theory of fungal mediated soil organic matter cycling in temperate forests“.

Das Projekt soll Mechanismen aufklären, die zur Kohlenstoffspeicherung in Böden beitragen. Im Kampf gegen den Klimawandel spielen Böden eine zentrale Rolle. Pausch erforscht die Wechselwirkungen zwischen organischem Kohlenstoff im Boden und atmosphärischem CO2 unter besonderer Beachtung des Zusammenspiels von Pflanzen und Mikroorganismen. Fast alle Pflanzen leben in Symbiose mit Mikroorganismen. 

Durch die Symbiose mit Wurzelpilzen, der sogenannten Mykorrhiza, werden dem Boden große Mengen Kohlenstoff zugeführt, der von den Pflanzen als CO2 aus der Atmosphäre aufgenommen wurde. Darüber hinaus spielt die Mykorrhizen aber auch eine wichtige Rolle bei der Zersetzung von Kohlenstoff im Boden. Pausch will nun grundlegende Prozesse im Zusammenspiel zwischen Pflanzen und ihren Pilzpartnern in Bezug auf den Kohlenstoffumsatz im Boden erforschen. „Das Ziel von MYCO-SoilC ist es, diese Lücke im Gesamtbild zu schließen, die es erschwert, die Auswirkungen und Rückkopplungen des Klimawandels auf die Kohlenstoffvorräte im Boden vorherzusagen“, erklärt Pausch. Um die Erforschung der Mechanismen voranzutreiben, braucht es neue technologische Innovationen. Diese sollen im Projekt entwickelt werden. Durch das nun vom Europäischen Forschungsrat geförderte Forschungsprojekt wird es möglich sein, Kohlenstoffflüsse in der Pflanze und im Boden zu visualisieren, Umsatzprozesse aufzuklären und mithilfe der neusten Isotopentechnologien in Bayreuth den Beitrag der Mykorrhizapilze zur Kohlenstoffspeicherung im Boden zu erforschen.

Prof. Dr. Matteo Bianchini erhält 1,8 Millionen Euro für „4SBATT“. Die Lithium-Ionen-Batterie, die in den letzten 30 Jahren entwickelt wurde, stellt eine höchst erfolgreiche Technologie da.

Sie steht nun jedoch vor der Herausforderung, die Revolution der Elektromobilität voranzutreiben, was einen erheblichen Anstieg der Verfügbarkeit von Rohstoffen voraussetzt. In Anbetracht der dringenden Notwendigkeit, CO2-Emissionen zu reduzieren, sollte eine solche Erweiterung als einmalige Gelegenheit gesehen werden, nicht nachhaltige Elemente von Batterien zu eliminieren. Die Lithium-Ionen-Batterie ist jedoch auf eine Reihe von kritischen Elementen angewiesen, vor allem auf Lithium. Außerdem wird die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien häufig in Frage gestellt, und ihre Energie-Kapazität muss unbedingt gesteigert werden, um die Nachfrage nach größeren Reichweiten zu befriedigen. 4SBATT (Sustainable Solid State Sodium Batteries) zielt darauf ab, eine Festkörperbatterie auf der Basis von Natrium anstelle von Lithium zu entwickeln, die in Bezug auf vier Schlüsselparameter die beste Lösung darstellt: Nachhaltigkeit, Energiedichte (spezifisch und volumetrisch), Bereitschaft zur Übernahme (d. h. Kompatibilität mit bestehenden Lithium-Ionen-Produktionslinien) und Sicherheit. 4SBATT wird an der Schnittstelle zwischen anorganischer Chemie, Materialwissenschaft und Ingenieurwesen arbeiten. „Wir werden einen kombinierten rechnerischen und experimentellen Ansatz entwickeln, der auf Dichtefunktionaltheorie und In-situ-Röntgenbeugung während der Synthese basiert, um temperaturabhängige Multikomponenten-Phasendiagramme für verschiedene Materialklassen zu untersuchen“, erläutert Prof. Bianchini. Dabei werden neuartige anorganische Verbindungen auf Natrium-Basis für positive Elektroden, Festelektrolyte und negative Elektroden entwickelt und hergestellt. Anschließend werden die physikalischen Eigenschaften der Materialien und Verbundelektroden charakterisiert, um ihre Leistungen zu erörtern, zu verbessern und zu entwickeln. Schließlich werden die neuartigen, sicheren, nachhaltigen und energiereichen 4S-Batterien gebaut.

Zu Johanna Pausch:
Prof. Dr. Johanna Pausch wurde 1983 in Kronach geboren. Nach dem Studium der Geoökologie an der Universität Bayreuth promovierte Pausch zum Thema „Rhizodeposition and its effects on C fluxes in the soil“ ebenfalls in Bayreuth. Danach ging sie an die Georg-August-Universität Göttingen und arbeitete als wissenschaftliche Assistentin am Lehrstuhl für Bodenkunde. Seit 2017 ist sie an der Universität Bayreuth Juniorprofessorin der Agrarökologie.

Zu Matteo Bianchini:
Prof. Dr. Matteo Bianchini wurde 1987 in Brescia, Italien, geboren. Er studierte Physik-Ingenieurwesen in Mailand und promovierte dann 2015 in Frankreich in Festkörperchemie an drei Instituten (LRCS Amiens, ICMCB Bordeaux und ILL Grenoble). Er arbeitete als Postdoktorand (LBNL und KIT), bevor er zur BASF SE wechselte, wo er Laborleiter war und mehrere Postdocs und Doktoranden mitbetreute. Seit dem Wintersemester 2021/22 forscht Prof. Bianchini als Mitglied von BayBatt und lehrt an der Universität Bayreuth.

Jun.-Prof. Dr. Johanna PauschLeiterin des Bayreuther Zentrums für Stabile Isotope in der Ökologie und Biogeochemie (BayCenSI)

Telefon: +49 (0)921 55-2292
E-Mail: Johanna.Pausch@uni-bayreuth.de

Prof. Dr. Matteo BianchiniAnorganische Aktivmaterialien für elektrochemische Energiespeicher

Telefon: +49 (0) 921 / 55-4380
E-Mail: matteo.bianchini@uni-bayreuth.de