Konsistente Kopplung von Elektrodynamik zu Thermodynamik für Batterien

• Antragstellerin: Dr. Stefanie Braun
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517510462

Batterien und andere polarisierbare Medien enthalten geladene Teilchen, die sich unter dem Einfluss der von den Elektroden und den anderen Teilchen ausgeübten elektromagnetischen Kräfte bewegen. Für eine selbstkonsistente Modellierung dieses Vorgangs werden die thermodynamischen Erhaltungsgleichungen für Masse, Impuls und Energie gekoppelt mit den Maxwellgleichungen, die die Ausbreitung von elektromagnetischen Feldern beschreiben. Die Frage nach der korrekten Kopplung dieser beiden verschiedenen Felder der Physik ist bisher nicht zufriedenstellend beantwortet worden. Ziel dieses Projekts ist die Herleitung einer konsistenten makroskopischen Theorie für bewegte Ladungen. Um Widersprüche zu vermeiden, wird die Kopplung der beiden Teilsysteme bereits auf der mikroskopischen Teilchenskala realisiert, wodurch die Erhaltung des Gesamtimpulses und der Gesamtenergie eines jeden Teilchens sichergestellt werden kann. Durch Mittelung dieser Gleichungen resultiert die makroskopische Beschreibung. Der Abschluss des Systems erfolgt durch ein Entropieprinzip.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen