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Dissertation: Kinetik des Li+-Ionentransfer zwischen festen und flüssigen Lithiumelektrolyten

Ausschreibendes Institut: IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kennziffer: D167/2017, Chemie, Physik oder Materialwissenschaften

Beginn der Arbeit: 01.01.2018 / nach Vereinbarung

Aufgabengebiet
Am Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK 3) wird zurzeit an zukünftigen Lithiumbatteriekonzepten für die Anwendung in batterieelektrischen Fahrzeugen (EVs) geforscht. Festelektrolyte haben gegenüber konventionellen Flüssigelektrolyten verbesserte Sicherheitseigenschaften und ermöglichen potentiell den Einsatz von Lithiumanoden und Kathoden mit erhöhten Redoxpotentialen (Hochvoltkathoden). Völlig neue Zellkonzepte mit kombinierten Fest- und Flüssigelektrolyten sind denkbar. Membranen aus Festelektrolyten würden den Einsatz verschiedener flüssiger Elektrolyte mit entsprechend optimierten Eigenschaften (z.B. protisch/aprotisch) auf der Kathoden und Anodenseite möglich machen. In diesem Zusammenhang sind die Grenzfläche und der notwendige Ladungstransport zwischen den verschiedenen Elektrolytsystemen und zwischen Elektroden und Elektrolyten bislang wenig erforscht.

Die Zielsetzung dieser Arbeit liegt darin, die Kinetik des Ladungstransport und die Eigenschaften der Grenzfläche zwischen Fest- und Flüssigelektrolyten zu charakterisieren. Hierbei ist ein be­son­derer Augenmerk auf mögliche Degradationsreaktionen und Deckschichtbildungen.

Aufgabenbeschreibung

  • Optimierung einer bestehenden Messzelle
  • Temperaturabhängige Charakterisierung der Leitfähigkeit und der physikalischen Eigenschaften verschiedener Fest- und Flüssigelektrolyte, Einfluss des Lösungsmittels
  • Geschwindigkeitsbestimmenden Schritt beim Ionenübertritt (Solvation/Desolvation)
  • In-Situ und ex-situ Charakterisierung der Grenzfläche und des Ladungstransfers zwischen verschiedenen Fest- und Flüssigelektrolyten und der Elektroden, Zusammensetzung möglicher Degradations-/Deckschichten
  • Einfluss von Wasserverunreinigungen auf Degradationsprozesse
  • Entwicklung eines Modells zur Beschreibung des Ladungstransfers

Anforderungen
Sie studieren Chemie, Physik oder Materialwissenschaften und haben ihr Diplom mit überdurchschnittlichem Resultat abgeschlossen. Sie verfügen über Kenntnisse in der Elektrochemie und elektrochemischen Methoden, haben Laborerfahrung und zeichnen sich durch eine selbstständige und analytische Arbeitsweise aus. Weiterhin verfügen Sie über gute Englischkenntnisse.

Das Forschungszentrum Jülich möchte mehr Mitarbeiterinnen in diesem Bereich beschäftigen. Wir sind daher an der Bewerbung von Frauen besonders interessiert. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen sind uns willkommen.

Ansprechpartner
Dr. Carsten Korte
Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK)
Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3) - Physikochemisches Brennstoffzellenlabor
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

Internet: http://www.fz-juelich.de/iek/iek-3
Telefon: +49-2461-61 9035
E-Mail: c.korte@fz-juelich.de

Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!


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