Physik Journal 5 / 2024

Cover

Batterien

Neuer DPG-Präsident

Berufsporträt

Wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien ermöglichen viele Innovationen, die unseren Alltag prägen, etwa Smart­phones, Laptops oder E-Bikes. (Bild: Adobe Stock / kittyfly, vgl. S. 28)


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Meinung

Stärken erkennen und Antrieb findenJohn Kettler5/2024Seite 3

Stärken erkennen und Antrieb finden

In der heutigen Arbeitswelt sind Orientierung und innere Werte entscheidender denn je.

Aktuell

Maike Pfalz5/2024Seite 6DPG-Mitglieder

Technik bedeutet Zukunft

VDW / Alexander Pawlak5/2024Seite 7DPG-Mitglieder

Gegen Verharmlosung und Aufweichung

Kerstin Sonnabend5/2024Seite 8DPG-Mitglieder

Vier plus zwei für die Qualifikation

Kerstin Sonn­abend5/2024Seite 10DPG-Mitglieder

Aus vier mach drei

Anja Hauck / DFG5/2024Seite 11DPG-Mitglieder

Länderübergreifende Forschung

Anja Hauck / MPG5/2024Seite 11DPG-Mitglieder

Nachhaltig forschen

5/2024Seite 11DPG-Mitglieder

DFG: Neue Schwerpunkt­programme

Stefan Hildebrandt5/2024Seite 12DPG-Mitglieder

Eine lebende Legende

Kerstin Sonnabend5/2024Seite 13DPG-Mitglieder

Noch mehr Rechner

Maike Pfalz5/2024Seite 13DPG-Mitglieder

Vertrauen verloren

Matthias Delbrück5/2024Seite 14DPG-Mitglieder

Ein Milliardenpfund für Promovierende

Matthias Delbrück5/2024Seite 14DPG-Mitglieder

Exzellente Raumzeit

Matthias Delbrück5/2024Seite 15DPG-Mitglieder

USA: Neue Runde beim Haushalt; Zur Lage der Forschung

Leserbriefe

Uwe Brinkmann5/2024Seite 15DPG-Mitglieder

Kleine Räder oder mächtige Giganten?

Zu: Physik Journal, März 2024, S. 58

High-Tech

Michael Vogel5/2024Seite 16DPG-Mitglieder

Blutzucker ohne Piks; Wear­able als Sprechhilfe; Minimal-invasives Licht; Partikel im Rollendruck

Brennpunkt

Test bestandenSven Sturm5/2024Seite 18DPG-Mitglieder

Test bestanden

Die Vorhersagen der Quantenelektrodynamik gelten auch im extremen Coulomb-Feld von heliumartigem Uran.

Ein Beleg der OszillationManami Sasaki5/2024Seite 20DPG-Mitglieder

Ein Beleg der Oszillation

Neue Messungen haben gezeigt, dass die Radcliffe-Welle – eine Gasstruktur in der Milchstraße – schwingt und sich vom Galaktischen Zentrum entfernt.

DPG

Alexander Pawlak5/2024Seite 22DPG-Mitglieder

Wechsel in aufregenden Zeiten

Joachim Ullrich übergab im Magnus-Haus Berlin die DPG-Präsidentschaft an Klaus Richter.

„Expertise und Ideen zusammen­führen“5/2024Seite 23DPG-Mitglieder

„Expertise und Ideen zusammen­führen“

Rede von Klaus Richter aus Anlass der Amtsübergabe im Magnus-Haus Berlin am 21. März 2024

5/2024Seite 35DPG-Mitglieder

Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung: Stipendien­programm Wissenschaft trifft Politik

5/2024Seite 45DPG-Mitglieder

DPG Mentoring-Programm

Anja Metzelthin5/2024Seite 48DPG-Mitglieder

Für einen gelungenen Berufseinstieg

DPG Akademie5/2024Seite 49DPG-Mitglieder

Das Wissen schützen

Bildung und Beruf

„Das eine war immer Ausgleich  für das andere.“Kerstin Sonnabend5/2024Seite 26DPG-Mitglieder

„Das eine war immer Ausgleich für das andere.“

Thomas Guggeis, der Generalmusikdirektor der Oper Frankfurt, hat parallel zur Musik vier Jahre lang Physik studiert.

Während des Musikstudiums fuhr Thomas Guggeis, der derzeitige Generalmusikdirektor der Oper Frankfurt, zweigleisig und schloss auch ein Physikstudium an der Ludwig-Maximilians-Universität in München mit einer Bachelorarbeit zur Quantenfeldtheorie ab.

Warum haben Sie gleichzeitig Physik und Musik studiert?

Die beiden Fächer fielen für mich in unterschiedliche Lebensbereiche: Bei aller Begeisterung stand Physik für einen Beruf; Musik habe ich als Hobby, als Leidenschaft verstanden. So war das eine immer Ausgleich für das andere.

Wie haben Sie das organisatorisch geregelt?

Praktischerweise ist in München die Hochschule für Musik und Theater (HMT) nur etwa fünf Minuten mit dem Rad von der Fakultät für Physik der Ludwig-Maximilians-Universität entfernt. So konnte ich gut pendeln.

Aber Ihr Tag war sicher sehr voll…

In der Tat folgte auf eine Veranstaltung in der Physik am Morgen der Unterricht an der Musikhochschule bis zum frühen Nachmittag. Danach habe ich einige Seminare, Übungen und Praktika für die Physik belegt und – nach zwei Stunden Pause – bis etwa 23 Uhr für Musik geübt. Anschließend standen zum Abschluss des Tages die Physik-Hausaufgaben auf dem Programm. (...)


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Überblick

Batterien wie Sand am MeerLukas Köbbing, Arnulf Latz und Birger Horstmann5/2024Seite 28DPG-Mitglieder

Batterien wie Sand am Meer

Silizium-Anoden versprechen höhere Reichweiten für die künftige Elektromobilität.

Wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien ermöglichen Inno­vationen wie Smartphones, Laptops, Drohnen oder E-Bikes. Ihr branchenübergreifender Erfolg basiert auf der Verwendung von Graphit als Anodenmaterial. Batterien mit Graphit zeichnen sich durch ihre Sicherheit und Langzeitstabilität aus, haben aber nur eine eher geringe Energiedichte. Um die Kapazität der Batterie zu steigern und einen noch breiteren Anwendungsbereich zu erschließen, suchen Wissenschaft und Industrie nach verbesserten Komponenten. Silizium verspricht eine deutlich höhere Energiedichte und gilt als aussichtsreiche Zwischenstufe auf dem Weg zu reinen Lithium-Metall-Anoden.

Das steigende Interesse an mobilen Elektronik-Anwendungen sowie die Ölkrise in den 1970er-Jahren haben die Suche nach neu­artigen wiederaufladbaren Batterien mit höheren Energiedichten befeuert. Seit der Kommerzialisierung der Lithium-Ionen-Batterie Anfang der 1990er-Jahre hat sie viele Bereiche unseres Lebens revolutioniert: Sie ermöglicht die Elektromobilität, ist für die Unterhaltungselektronik unverzichtbar und trägt zur Netzstabilisierung bei. Für Elektroautos und stationäre Zwischenspeicher sind Batterien aufgrund ihrer äußerst hohen Effizienz interessant. Verglichen mit dem Batterie-Elektro­auto benötigen Brennstoffzellen für die gleiche Wegstrecke etwa dreimal so viel Primärenergie, E-Fuels sogar fünfmal  so viel [1, 2]. Je nach Design und Gebrauch erreichen kommerzielle Lithium-Ionen-Batterien eine Lebensdauer von über 20 Jahren [3] beziehungsweise mehrere tausend Vollzyklen bis zu einer Restkapazität von 80 Prozent [4]. Die Lebensdauer lässt sich beim Einsatz zur Netzstabilisierung bei konstanter Temperatur, moderaten Strömen und Optimierung auf einen meist mittleren Ladezustand auf über 5000 und sogar 10 000 Vollzyklen steigern [4]. Ein weiterer Vorteil der Batterie verglichen mit Wasserstoff oder E-Fuels besteht darin, dass es nicht notwendig ist, Gase oder Flüssigkeiten zu transportieren und zuzuführen. Das System ist somit einfach zu installieren und im Betrieb wartungsarm. (...)

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Physik im Alltag

Mit Erde gegen WasserDenise Müller-Dum und Jens Kube5/2024Seite 36DPG-Mitglieder

Mit Erde gegen Wasser

Deiche schützen von Menschen genutzte Landflächen gegen Überflutung – an der Küste und auch im Binnenland.

Menschen

Maike Pfalz5/2024Seite 38DPG-Mitglieder

„Wir müssen das Ruhrgebiet sichtbarer machen.“

Interview mit Manfred Bayer

5/2024Seite 39DPG-Mitglieder

Personalien

Daniel Bemmerer, Arnd Junghans, Burkhard ­Kämpfer, Peter Senger und ­Andreas Wagner5/2024Seite 44DPG-Mitglieder

Zum Gedenken an Eckart Grosse

Rezensionen

Kerstin Sonnabend5/2024Seite 46DPG-Mitglieder

Kate Kitagawa und Timothy Revell: Die großen Unbekannten der Mathematik

Alexander Pawlak5/2024Seite 47DPG-Mitglieder

Stillt Wissensdurst – 200 Jahre Physikalischer Verein

Notizen

5/2024Seite 50DPG-Mitglieder

Notizen

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