Description: Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Jülich Centre for Neutron Science (JCNS), Neutronenforschung (JCSN-2) Streumethoden durchgeführt. Die Verwendung nachhaltiger Rohstoffe ist von höchster Bedeutung für zukünftige Batterietechnologien. Der Trend zu nanostrukturierten Elektrodenmaterialien verspricht dabei erhebliche Vorteile, wie erhöhte Ladeströme, Speicherkapazität und verbesserte Stabilität. Mit der Kombination von polarisierter Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) und Atompaarverteilungsfunktion (PDF) am Diffraktometer DREAM (ESS) bieten wir neuartige Neutroneninstrumentierung und Methodik. Mit diesem Ansatz werden wir Magnetismus, nanoskalige Morphologie und atomare Struktur von Eisenoxidnanoteilchen als Modellsysteme für Na- und Li-basierte Batterien untersuchen. Komplementäre Untersuchungen mittels Röntgenstreuung werden an der SAXS beamline CoSAXS (MAX IV) durchgeführt werden. Unsere skalenübergreifende Methodik wird es ermöglichen, in situ und simultan die strukturellen und magnetischen Änderungen im Elektrodenmaterial zu verfolgen, die als Reaktion auf lokale Fehlordnung, Oberflächenverzerrungen und - defekte sowie Dichtefluktuationen von Na und Li während Ladung und Entladung auftreten. Speziell polarisierte SANS Messungen der Magnetisierungsverteilung im Nanoteilchen während der Ladungszyklen in einer elektrochemischen Zelle erlauben einen neuen Zugang zur Überwachung der Batterieleistung und werden mögliche Versagensmechanismen aufklären. Vor der Methodenentwicklung für DREAM stehen komplementäre Neutronen- und Röntgenstreuungsstudien, die am MLZ, ISIS und ILL sowie MAX IV, Petra III und SLS durchgeführt werden.
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Jülich ? Elektrochemie ? Morphologie ? Batterie ? Chemisches Verfahren ? Rohstoff ? Nanopartikel ? Magnetismus ? Forschungseinrichtung ? Nanobereich ? Nanostrukturierung ? Neutronen ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2020-07-01 - 2024-06-30
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