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DESIREE

Defektspinelle als Hochenergie- und Hochleistungsmaterialien zur elektrochemischen Energiespeicherung

Das Projekt DESIREE konzentriert sich auf die Entwicklung von Kathodenmaterialien für Li-Ionen-Hochleistungsbatterien der nächsten Generation, die zur elektrochemischen Speicherung von regenerativ erzeugter, elektrischer Energie eingesetzt werden. Das langfristige Ziel dabei ist die Integration regenerativer Energieträger, insbesondere der Wind- und Solarenergie, in eine grundlastfähige und witterungsunabhängige Energieversorgung der Zukunft. Das systematische Maßschneidern von Aktivmaterialien mit schnellen Ionen-transportvorgängen für Hochleistungsanwendungen steht hierbei im Vordergrund.
Die Modifikation der Spinell-Defektstruktur von Kathodenmaterialien auf atomarer Ebene soll durch aliovalente Dotierung und gezielte Nicht-Stöchiometrie den Platzwechsel von Ionen begünstigen und damit die ionische Leitfähigkeit der Materialien in Li-Ionen-Batterien signifikant erhöhen. Derartige Mechanismen sind für Interkalationsbatterien von grundlegender Bedeutung und werden derzeit auch für alternative Batteriekonzepte, wie beispielsweise Mg- oder Al-Batterien, als eine der Hauptlimitierungen angesehen. Ein weiterer wesentlicher Aspekt für effiziente Hochleistungsbatteriezellen sind nanostrukturierte Materialien. Hierbei ist neben einer gezielten Dotierung auch eine fundierte Untersuchung der Beiträge verschiedener Leitfähigkeitsmechanismen in Bezug auf die Korngrenzenmorphologie und das Gefüge von großem Interesse und daher ebenfalls Gegenstand dieses Projektes.


Projekt-Koordinator:
Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung, Grundlagen der Elektrochemie (IEK-9), Prof. Dr. Rüdiger A. Eichel
Projektpartner:

Forschungszentrum Jülich GmbH

- Institut für Energie- und Klimaforschung, Werkstoffsynthese und Herstellungverfahren (IEK-1), Prof. Dr. Olivier Guillon


RWTH Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen,
- Institut für Anorganische Chemie, Prof. Dr. Ulrich Simon
- Institut für Physikalische Chemie, Prof. Dr. Manfred Martin

KIT Karlsruher Institut für Technologie,
- Institut für Angewandte Materialien, Prof. Dr. Helmut Ehrenberg, Dr. J.R. Binder


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