Behind the Thesis: Next Gen Anodenmaterialien, neue Verfahren und ein Aha-Moment unter dem REM

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Wie fühlt es sich an, wenn ein Forschungsansatz erstmals durch Daten und Bilder bestätigt wird? Jonas weiß es genau. Denn sein Aha-Moment fand nicht auf dem Papier statt, sondern am Rasterelektronenmikroskop (REM).

Der beeindruckendste Moment für mich war die Untersuchung der selbst hergestellten Anoden mit dem REM nach den simulierten Zelltests. Man konnte den Einfluss des Ladungstransfers der Li-Ionen auf das Aktivmaterial, die Siliziumpartikel, und die Mikrostruktur der getesteten Anoden direkt sehen. In diesem Moment wurden die Ergebnisse all unserer Untersuchungen zur Prozessoptimierung und zur Herstellungsmethode erstmals in einem abschließenden Ergebnis gebündelt. Jetzt war uns klar: Unsere Idee funktioniert!

Jonas, der sein Studium im Studiengang Energietechnik an der Hochschule Ulm absolviert, hat im Rahmen seiner Bachelorarbeit am Projekt SiCAP des fem Forschungsinstituts mitgewirkt. Betreut wurde die Arbeit von Projektleiter Christoph Kiesl. Im Mittelpunkt der Forschung: Silizium. Dank seiner außergewöhnlichen Energiedichte gilt es als vielversprechendes Anodenmaterial der nächsten Batteriegeneration. Das Projektziel: Die Herstellung von Silizium-Komposit-Anoden für leistungsstarke, umweltfreundliche und effiziente Batterien.

Dass das Projekt technologisch neue Wege geht, wurde für Betreuer Christoph Kiesl besonders deutlich, als ein zentraler Durchbruch gelang:

Der für mich spannendste Moment der letzten vier Monate ereignete sich während der Elektrolytentwicklung, als es uns erstmals gelang, gezielt poröse 3D-Strukturen mit kontrollierter Morphologie und reproduzierbarer Qualität abzuscheiden. Ein echter Meilenstein für die Entwicklung einer funktionalen Silizium-Komposit-Anode.“

Zur Herstellung solcher Anoden entwickelte das SiCAP-Team ein innovatives galvanotechnisches Verfahren. Es ist nicht nur kostengünstiger und energieeffizienter als bisherige Methoden, sondern vor allem auch industriell skalierbar. Für Jonas bedeutete das vor allem eines: den Einstieg in ein komplett neues Fachgebiet – die Galvanotechnik.

Doch nicht nur die fachlichen Eindrücke nimmt Jonas aus seiner Zeit am fem mit, sondern auch ein geschärftes wissenschaftliches Urteilsvermögen.

Aus der Zusammenarbeit habe ich vor allem mitgenommen, Ergebnisse – gestützt durch Literatur – kritisch zu hinterfragen und zu erklären, statt reinen Vermutungen zu vertrauen. Außerdem wurde mir die Wichtigkeit visueller Inhalte, beispielsweise in Form von Grafiken, zur einfachen Erklärung komplexer Sachverhalte, viel bewusster.

Christoph Kiesl lobt vor allem das persönliche und fachliche Engagement von Jonas.
 
Die Zusammenarbeit mit ihm war nicht nur fachlich überzeugend, sondern hat auch richtig Spaß gemacht. Mit viel Ausdauer und einem hohen Maß an Sorgfalt hat Jonas maßgeblich zur Qualität und Aussagekraft der Versuchsergebnisse beigetragen.

Das Projekt SiCAP wird voraussichtlich noch bis Ende September 2025 laufen. Zunächst konzentrierte sich das Forschungsteam auf die Vorentwicklung, eine umfassende Materialcharakterisierung und die technische Bewertung des Verfahrens im Rahmen eines Proof-of-Concepts. Jonas trug mit seiner Bachelorthesis und seiner Mitarbeit aktiv zu diesem Prozess bei.

Die Technologie adressiert zentrale Zukunftsmärkte: Elektromobilität, stationäre Energiespeicherung und mobile Elektronik. Neben dem technologischen Fortschritt verspricht SiCAP auch ökologische Vorteile – etwa durch geringere CO₂-Emissionen – und stärkt den Innovationsstandort Baden-Württemberg.

Ein Jahr am fem: Neugier, Technik und jede Menge Praxis im FJN

Ein ganzes Jahr lang war Adrian während seines Freiwilligen Jahres in Wissenschaft, Technik und Nachhaltigkeit (FJN) Teil des fem-Teams – hat Beschichtungen durchgeführt, Versuche dokumentiert, Hightech-Anlagen bedient und neue Perspektiven entdeckt. Im Interview erzählt er, was ihn am meisten überrascht hat, welche Erfahrungen ihn geprägt haben und warum er das Freiwillige Jahr jedem empfehlen kann, der sich für Naturwissenschaft und Technik begeistert. 

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Adrian, was hat das Arbeiten am fem für dich besonders gemacht? 
Adrian: Die vielfältigen Einblicke in Forschungs- und Entwicklungsarbeit. An sich ist es eine sehr besondere Erfahrung, als Freiwilliger ein Jahr lang an einer Forschungseinrichtung wie dem fem arbeiten zu dürfen. 

Was nimmst du aus dem Jahr für dich mit – fachlich und persönlich? 
Adrian: Dass Kommunikation und Austausch entscheidend für gute Forschung sind. Zudem habe ich gelernt, dass eine saubere Dokumentation der Versuche und des Versuchsaufbaus der Schlüssel für nachvollziehbare, erfolgreiche wissenschaftliche Arbeit ist. 

Was waren für dich die drei prägendsten Erlebnisse oder Aha-Momente? 
Adrian: Rückblickend fällt es mir schwer, mich auf drei Erlebnisse festzulegen. Besonders gefreut hat es mich immer, wenn mir Wissen aus den MINT-Schulfächern hier bei der Arbeit geholfen hat. Kleine Aha-Momente hatte ich auch immer dann, wenn ich eine neue Beschichtungsart kennengelernt habe. Vor meinem FJN wusste ich nicht, dass es so viele Möglichkeiten der Oberflächenbeschichtung gibt. 

Wie hat dich das Jahr beeinflusst – beruflich oder in deiner Studienwahl? 
Adrian: Das FJN hat mich stark beeinflusst. Ich bin auf Berufsfelder wie Materialwissenschaften, Werkstoffkunde und Oberflächentechnik aufmerksam geworden, die ich vorher nicht auf dem Radar hatte. Nach dem Jahr werde ich Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Universität Bayreuth studieren. 

Gab es einen Wow – das hätte ich nie erwartet-Moment? 
Adrian:  Da gab es bestimmt einige, aber was mich immer wieder aufs Neue staunen lässt, sind die Geräte und Programme zur Materialcharakterisierung. Die Qualität der Aufnahmen, die mit einem Rasterelektronenmikroskop gemacht werden, begeistert mich jedes Mal. 

Und dein Tipp für alle, die über ein FJN nachdenken? 
Adrian: Einfach bewerben! Man bewirbt sich erst einmal allgemein und bekommt dann eine Liste mit Einsatzstellen. Wenn man eine Stelle findet, die einen anspricht – wie mich das fem – kann ich das FJN jedem naturwissenschaftlich Interessierten nur empfehlen.

In welchen Bereichen konntest du mitarbeiten und was hat dir dabei am meisten Spaß gemacht? 
Adrian: Ich durfte an drei Projekten mitarbeiten. Anfangs in der Abteilung Elektrochemie beim Projekt ‚Ultrablack‘ – da ging es um die galvanische Herstellung einer schwarzen Schicht auf Nickelbasis. Später kam die Plasma-Oberflächentechnik dazu, wo ich eine Parameterstudie über eine der Beschichtungsanlagen erstellt habe. D.h. ich führte Beschichtungen unter verschiedenen Bedingungen durch und erstellte anschließend Rateverteilungen. Abschließend war ich noch in der Abteilung für Elektrochemische Energiesysteme. Dort habe ich bei Abscheideversuchen für das Projekt „SiCAP“ mitgewirkt. Am meisten Spaß gemacht hat mir bei allen Projekten das Beschichten.

Danke, dass du ein Jahr lang mit uns geforscht, beschichtet und gestaunt hast. Wir sind gespannt, wohin dein Weg dich führt, und wünschen dir für dein neues Kapitel viel Erfolg. Bleib neugierig!

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Das fem auf dem Innovationstag Mittelstand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie

Zurück aus Berlin – mit frischen Impulsen, neuen Perspektiven und spannenden Kontakten! Am 05. Juni 2025 waren wir beim Innovationstag Mittelstand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie dabei.

Was wir mitnehmen: Die Politik will den Mittelstand künftig stärker fördern und Technologien, die den Wandel gestalten, stehen klar im Fokus.  

Doch dafür braucht es Mut, Gestaltungsfreiraum und vor allem: den Schulterschluss zwischen Forschung, Wirtschaft und Politik. Eine Plattform wie der Innovationstag schafft genau diesen Raum – für Austausch, Zusammenarbeit und Wissenstransfer. 

Unsere vier Takeaways: 

➡️ Großes Interesse an Fuel cell technology, deren Komponenten und Anwendungen. 

➡️ Vielfältige Nachfragen zu Elektrolyse, Batterietechnologien und Recycling. 

➡️ Aufmerksamkeit für unsere Galvanotechnik und PVD-Beschichtungen – auch branchenübergreifend. 

➡️ Überall präsent: 3D-Druck-Lösungen in unterschiedlichen Ausprägungen und Anwendungsformen. 

Ein herzliches Dankeschön an unsere Kolleginnen Miriam Dürr und Kayla Johnson, die das Projekt „Sensorzelle“ vor Ort präsentierten und das fem Forschungsinstitut mit Fachwissen und Leidenschaft vertraten. 

📸 Impressionen vom Tag gibt es in unserer Bildergalerie.

👉 Mehr Infos & Einblicke: fem-online.de/sensorzelle

CaSino – kein Glücksspiel, sondern eine lohnende Investition

Statt Jetons aus Plastik gibt es hauchdünne Anoden aus Calcium. Statt Roulette: elektrochemische Abscheidung. 
Das Ziel von CaSino ist (Rohstoff-) Abhängigkeit zu reduzieren.  

Eine klassische Win-win-Situation aus Kosten- und Ressourceneffizienz, die Christoph Kiesl bei der 247. ECS-Tagung in Montreal einem internationalen Fachpublikum vorstellte. 

Worum geht’s?  

👉 Um eine leistungsfähige, wirtschaftliche und nachhaltige Alternative zur Lithium-Ionen-Batterie. 
👉 Um Batterien auf Basis heimischer, kostengünstiger Rohstoffe wie Calcium – ohne politische oder ökologische Risiken. 
👉 Um die gezielte Schließung einer Technologielücke bei skalierbaren Metallanoden mit hoher Energiedichte. 

Warum das für Industrie und Wirtschaft spannend ist? 
Die Materialpaarung aus Calcium und Schwefel ermöglicht ressourcenschonende, effiziente Batteriesysteme – mit dem Potenzial, Europas technologische Souveränität zu stärken. Mit europäischen Rohstoffen, für internationale Märkte. 

Warum wir Ihr F&E-Partner sind:
Mit der Entwicklung ultradünner Calcium-Anoden durch innovative galvanische Abscheidung beschreitet das fem Forschungsinstitut bewusst neue Wege – praxisnah und industrienah. Mit Know-how und Pioniergeist meistern wir als eines der ersten Forschungsinstitute die Herausforderung der Calcium-Verarbeitung. So liefern wir eine anwendungsorientierte Alternative zur herkömmlichen Batterietechnologie. 

Neugierig geworden? 

 👉 Mehr zu CaSino gibt’s here.

Das fem auf dem Jewelry Symposium in Detroit

Glänzendes Thema auf großer Bühne: Wenn selbst Gold seine Strahlkraft verliert… 

… dann sitzt man inmitten eines spannenden Vortrags zur Farbstabilität von Rotgoldlegierungen. Florian Bulling, Abteilungsleiter für Metallkunde am fem, war auf dem diesjährigen The Jewelry Symposium (TJS) in Detroit vertreten, eine internationale Plattform für den Austausch von Innovationen rund um Materialien, Design und Technologie in der Schmuckbranche. Dort stellte er seine aktuellen Erkenntnisse zum „Anlaufen von 18-Karat-Goldlegierungen“ vor. 

Ein Thema, das nicht nur für die Schmuckästhetik, sondern auch für die langfristige Werterhaltung von zentraler Bedeutung ist. Und somit für Schmuckhersteller und Materialforscher gleichermaßen bedeutend. 

Die zentralen Erkenntnisse:  

➡️ Zusätze wie Platin (Pt), Palladium (Pd) oder Indium (In) können die Farbstabilität von Goldlegierungen verbessern – doch bisherige Studien litten unter kaum vergleichbaren Testbedingungen. 

➡️ Unsere Langzeitstudie mit 2N (gelb) und 5N (rot) 18K-Goldlegierungen unter standardisierten und kontrollierten Bedingungen liefert erstmals belastbare Vergleichswerte. 

➡️ Überraschend: Schon Luft bei Raumtemperatur kann Farbveränderungen verursachen, die außerhalb des akzeptablen Toleranzbereichs liegen. 

Das zeigt: Systematische Prüfungen sind entscheidend. Für die Entwicklung langlebiger und farbstabiler Edelmetalllegierungen ist das ein wichtiger Hinweis – und ein Anstoß für neue, praxisnahe Ansätze. 

Wir danken den Veranstaltern des TJS für die Bühne und den intensiven Austausch mit der internationalen Community!

Gemeinsam vor Ort: Forschungs- und Unternehmergeist vereinen für starken Mittelstand 

Energiekosten, Fachkräftemangel und internationaler Wettbewerb erhöhen den Transformationsdruck – auch im industriestarken Südwesten. Zugleich wird deutlich: Der Bedarf an praxisnaher, schnell wirksamer und leicht zugänglicher Forschung war selten so groß wie heute. 

Forschung ist nicht nur für Labore wichtig 

Im Gespräch mit Markus Kilian, Geschäftsführer der Bezirksgruppe Ostwürttemberg von Südwestmetall, und Prof. Dr. Holger Kaßner fand man schnell einen Konsens: Das Interesse an Forschungskooperationen seitens der Wirtschaft ist groß – doch es fehlt an schnell wirksamen, niedrigschwelligen Programmen ohne übermäßige Bürokratie. 

Forschung darf kein Hindernislauf sein, sondern muss als praxisnahes Instrument zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit verstanden werden. Dazu braucht es klare Strukturen und praktikable Formen der Zusammenarbeit, die ohne lange Vorlaufzeiten wirken“, betont Prof. Dr. Kaßner.  

Denn viele Unternehmen wollen Innovationen vorantreiben, jedoch fehlt oft der direkte Zugang. Was hilft, sind starke Netzwerke vor Ort.  

Lokale Zusammenarbeit als strategischen Vorteil nutzen

KMU benötigen Forschungspartner, die ihre Sprache sprechen und Lösungen, die zeitnah Wirkung entfalten. Es braucht gezielte Maßnahmen und persönlichen Austausch, um Innovationen dort zu realisieren, wo sie gebraucht werden: in den Werkshallen, Fertigungsstraßen und Ingenieursbüros der mittelständischen Unternehmen“, unterstreicht Markus Kilian. 

Gerade in Ostwürttemberg bietet die räumliche Nähe zwischen industriellen Akteuren und dem fem als angewandtem Forschungszentrum entscheidende Vorteile: kurze Wege, direkter Austausch, individuelle Lösungen und eine Partnerschaft auf Augenhöhe. In dieser Zusammenarbeit liegt ein enormes Potenzial – für wirtschaftliche Stabilität ebenso wie für technologische Spitzenleistungen. 

Regionale Synergien für den Wandel – am Beispiel der Wasserstoffwirtschaft

Der Übergang zur Wasserstoffwirtschaft erfordert von vielen Unternehmen eine grundlegende technologische und strategische Neuausrichtung ganzer Geschäftsmodelle. Dieser Wandel – heraus aus vertrauten Strukturen und hinein in neue Wertschöpfungsprozesse – ist komplex und gelingt nur im Zusammenspiel von Forschung, Praxis und individueller Begleitung.  

Genau an dieser Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Wirtschaft ist das fem aktiv eingebunden. Mit seiner Transfer- und Beratungsleistung unterstützt das Institut KMU dabei, diesen Wandel als Chance für Innovation und Wettbewerbsfähigkeit zu nutzen. 

Wie erfolgreiche regionale Kooperation aussehen kann, zeigt das Projekt H2-Wandel: In der Region Mittlere Alb–Donau–Ostwürttemberg entsteht ein Ökosystem für grünen Wasserstoff – getragen von Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. 

Mut zur Gestaltung auch aus der Politik

Zum Abschluss ihres Treffens sind sich Herr Kilian und Prof. Dr. Kaßner auch darin einig, dass auch die Politik gefordert ist, dafür die richtigen Weichen zu stellen.  

Es geht dabei nicht um kurzfristige Programme, sondern um nachhaltige Strukturen, die eine langfristige Zusammenarbeit zwischen Forschung und Wirtschaft ermöglichen,“ erklärt Prof. Dr. Kaßner und Markus Kilian ergänzt: „Der Mut zu pragmatischen Entscheidungen kann entscheidend dazu beitragen, die Innovationsfähigkeit der Industrie zu sichern und auszubauen.“ 

Das fem gestaltet den wissenschaftlichen Diskurs aktiv mit. Als Partner für KMU und Industrie sowie als Mitglied in nationalen und internationalen Gremien, Fachkommissionen und Verbände trägt das Forschungsinstitut maßgeblich zum Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die industrielle Praxis bei – als Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung. Nur mit Forschung, die direkt in der Industrie ankommt, wird der technologische und wirtschaftliche Wandel zum gemeinsamen Erfolg. 

Zu Besuch am fem: Markus Kilian, Geschäftsführer der Bezirksgruppe Ostwürttemberg von Südwestmetall, im Gespräch mit Prof. Dr. Holger Kaßner, Institutsleiter des fem. (v.l.n.r.)

Das fem auf der 13. Gefüge & Bruch Tagung in Leoben: Böschungsschnitt für Werkstoff- und Schadensuntersuchungen

Viele spannende Vorträge und inspirierende Gespräche über Mikrostrukturen, deren Einfluss auf das Bruchverhalten, über Prüfmethoden und Herausforderungen, denen neue Werkstoffe gewachsen sein müssen – das war die 13. Gefüge & Bruch Tagung an der Montanuniversität Leoben! Karin Pfeffer und Claudia Legner waren für das fem Forschungsinstitut in der Steiermark und nutzten die Gelegenheit, die Expertise des fem in der Untersuchung von Werkstoffen und in der Schadensanalytik vorzustellen.

Ihr Thema war der Böschungsschnitt mittels Ionenstrahl: “In der Schadens- und Werkstoffuntersuchung ist die präzise Analyse von Mikrostrukturen entscheidend für das Verständnis der Eigenschaften von Materialien. Böschungsschnitte, die durch den Einsatz von Ar-Ionenstrahlen erzeugt werden, stellen eine innovative Methode dar, die als Übergangstechnik zwischen traditionellen metallographischen Schliffen und der hochpräzisen Präparation mittels Focused Ion Beam (FIB) einzuordnen ist.”

Weitere Informationen zur Tagung: https://www.unileoben.ac.at/news/13-gefuege-bruch-tagung-an-der-montanuni-leoben/
Das umfassende Angebot des fem in der Werkstoff- und Schichtanalytik finden Sie here.

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Unsere Expert:innen für die Wasserstofftechnologie – Heute: Dr. Mila Manolova

Materialien und Oberflächen sind die Grundlage für eine nachhaltige Wasserstofftechnologie. Doch wer steckt hinter den Innovationen am fem Forschungsinstitut? In unserer neuen Reihe stellen wir Ihnen die Köpfe vor, die die Zukunft aktiv mitgestalten.

Dr. Mila Manolova bringt über 13 Jahre Erfahrung in der Wasserstoffforschung mit und ist spezialisiert auf:
✔ Entwicklung von Katalysatoren für die AEM-Elektrolyse und CO₂-Elektrolyse auf Basis von Nichtedelmetallen
✔ Elektrochemische Tests zur Leistungsbewertung von Materialien
✔ Post-Mortem-Analysen zur Untersuchung von Alterungseffekten

Darüber hinaus ist sie Ihre Ansprechpartnerin für Bildungs- und Beratungsangebote rund um:
➡ AEM-Elektrolyse
➡ CO₂-Elektrolyse
➡ PEM-Elektrolyse

Mit ihrer Expertise treibt sie Forschungsprojekte zur Produktion von grünem Wasserstoff und zur CO₂-Umwandlung voran – beides zentrale Bausteine für die Energiewende.

💡 Sie haben Fragen oder möchten sich zu diesen Themen austauschen? Lassen Sie uns ins Gespräch kommen! 👇

Mehr zu H2-Wandel finden Sie here.
Mehr zur Modellregion H2-Wandel finden Sie here.

Ihr Name steht für Sicherheit und Vertrauen? 

Dann ist unsere professionelle Damage Analysis genau das Richtige für Sie! Ungeklärte Schäden können zu Materialfehlern, Produktionsausfällen oder Defekten führen – mit erheblichen Konsequenzen für Ihr Unternehmen.

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Dr. Joy Asongazoh Alemazung im Gespräch mit Prof. Dr. Holger Kaßner: “Industriestandort Ostalbkreis mit technologischen Innovationen stärken!”

Der Bürgermeister der Stadt Heubach und der Institutsleiter des fem Forschungsinstitut waren sich nach einem konzentrierten Austausch über die Unterstützung von KMU durch Forschung und Entwicklung, innovative Technologien, Nachwuchsförderung und die Zukunft des Industriestandorts Ostalbkreis in ihrer Diagnose und Stoßrichtung einig: Die kommenden Jahre werden weiterhin geprägt sein von immensen wirtschaftlichen und finanziellen Herausforderungen. Jetzt gilt es, Politik, Unternehmer und Forschung an einen Tisch zu bekommen, um gemeinsam und sehr schnell eine Strategie für die anstehenden Transformationen zu entwickeln.

Dr. Alemazung und Prof. Dr. Kaßner führten ihren wirtschafts- und forschungspolitischen Dialog fort, der beim Neujahrsempfang der CDU im Januar seinen Anfang nahm. “Ich finde es wunderbar, dass Bürgermeister Dr. Alemazung die Bedeutung erkannt hat, die unsere Arbeit am fem und die anwendungsnahe Forschung generell für die zukünftige Entwicklung unserer kleinen und mittleren Unternehmen hat”, so Prof. Kaßner.

Wir danken Dr. Joy Asongazoh Alemazung ganz herzlich für den Besuch am fem!