Grenzflächen-Phänomene in Feststoffbatterien
Die Nachwuchsforschergruppe „Grenzflächen-Phänomene in Feststoffbatterien“ am Helmholtz-Institut Münster nutzt (spektro)elektrochemische Methoden, um Grenzflächen und Interphasen in Feststoffbatterien besser zu verstehen.
Zukunftsperspektiven für Feststoff
Feststoffbatterien auf Lithiumbasis haben in den letzten Jahren viel wissenschaftliche Aufmerksamkeit erhalten. Der neue Fokus des Forschungsinteresses wird durch die Entdeckung und Anwendung fester Sulfid-basierter Lithium-Ionen-Leiter in Halb- und Vollzellen getragen. Indessen wird die Leistung dieser Systeme durch Vorgänge an den Grenzflächen innerhalb der Zelle eingeschränkt, deren Natur und Effekt bisher nur eingeschränkt verstanden sind. Diese Prozesse regulieren den netto-ionischen und elektronischen Transport sowie verschiedene chemisch-elektromechanische Abbauprozesse, die in der Zelle stattfinden.
Spezifische Methoden
Die Nachwuchsforschergruppe legt ihren Schwerpunkt auf die Nutzung verschiedener elektoanalytischer Methoden, einschließlich Impedanzspektroskopie, um die Rolle von Grenzflächen und Interphasen in diesen Systemen zu untersuchen und zu erklären. Elektrochemische Ergebnisse werden mit chemisch-spezifischen Spektroskopiemethoden kombiniert, beispielsweise Raman Spektroskopie, Festkörper-Kernspinresonanzspektroskopie und Photoelektronenspektroskopie, um ein ganzheitliches Bild der komplexen Systeme zu erhalten.
Um den intrinsischen Herausforderungen Sulfid-basierter Elektrolyte zu begegnen, untersuchen die Forscher*innen systematisch die Realisierbarkeit verschiedener hybrider Ansätze, zum Beispiel Polymer-Feststoffelektrolyte-Komposite, Flüssigelektrolyt-Festelektrolyt-Komposite und neuartige Kathodenmaterialien.
Publikationen:
ACS Applied Energy Materials 2021, (4)9, DOI: 10.1021/acsaem.1c01917
CM Chemistry of Materials 2021, 33, DOI: 10.1021/acs.chemmater.1c01755
ACS Energy Letters 2020, 5, DOI: 10.1021/acsenergylett.9b02764
ChemElectroChem 2020, 7, DOI: 10.1002/celc.201901627
CM Chemistry of Materials 2019, 31, DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b01550
ACS Applied Materials & Interfaces 2019, 11, DOI: 10.1021/acsami.8b19973
The Journal of Chemical Physics 2018, 148, DOI: 10.1063/1.5016300
