Neue Materialien für langlebige Batterien
Effiziente Energiespeichertechnologie bleibt das fehlende Glied für intermittierende Energiequellen. Doch im Rahmen von CONFIES (New concepts in ceramic conducting oxides for improved energy storage devices) untersuchten Forscher nicht nur konventionelle Materialien hin Hinblick auf wiederaufladbare Batterien, die mehr Energiedichte aufweisen würden. Indem sie eine breite Palette von Stöchiometrien und Kristallstrukturen ermöglichen, verfügen keramische Materialien über sehr wünschenswerte elektrochemische Eigenschaften für wiederaufladbare Batterien wie etwa Lithium-Ionen- oder Lithium-Luft-Batterien. Mithilfe eines neuen Bereichs der Materialwissenschaft, nämlich der sanften Chemie, entwickelten die Forscher neue keramische Oxide. Sie stellten verschiedene Familien von Lithiumleitern her, unter anderem Perowskitstrukturen, Granaten und pyrochlorbasierte Materialien. Durch Röntgenbeugungsmessungen optimierten die Forscher die Synthesebedingungen, um hochreine Phasen mit der gewünschten Kristallstruktur zu erhalten. Außerdem verwendeten sie induktiv gekoppelte Plasma-Emissionsspektrometrie, um ihre chemische Zusammensetzung zu untersuchen. Die Analyse der Probenmikrostruktur wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop durchgeführt. Kornform und -grenzen wurden durch thermisches Ätzen offenbart. Weitere Aufgaben umfassten elektrochemische Impedanzspektroskopie-Messungen. Außer für kommerzielle Batterien haben die Projektergebnisse wichtige Implikationen für Hochtemperatur-Elektrolyseanlagen, mit der Energie in Form von Wasserstoff gespeichert werden kann. Die Ergebnisse von CONFIES wurden in 6 Artikeln, 20 Konferenzen und 5 Seminaren und Workshops verbreitet.
Schlüsselbegriffe
Batterien, keramische Materialien, Energiespeicherung, Lithium-ion, Hochtemperaturelektrolyse
