Das Projekt "Photochemie organischer Komplexe von Übergangsmetallionen (TMI) in troposphärischen Aerosolen und Wolken" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft.Seit 1992 und dem ersten Erdgipfel haben verschiedene Länder erkannt, dass durch menschliche Aktivitäten das Klima stark beeinflusst wird, und sie planten, dieses Problem im Rahmen einer internationalen Konvention anzugehen. So brachten COPs (Conference of parties) viele Länder unter der Schirmherrschaft der Vereinten Nationen zusammen, um sich gegenseitig zu verpflichten, dieses Problem zu lösen. Bevor jedoch sinnvolle Maßnahmen ergriffen werden können, ist es wichtig, dass sich Wissenschaftler auf der ganzen Welt zusammentun, um für die Politik nützlichen Daten bereitzustellen. In diesem Zusammenhang wird das REACTE-Projekt vorgeschlagen, an dem international anerkannte französische und deutsche Forscher in jeweils sehr komplementären wissenschaftlichen Bereichen tätig sind.Die Atmosphäre ist ein komplexes und hoch reaktives System, in dem viele bio-physikochemische Prozesse ablaufen. Deshalb ist es von entscheidender Bedeutung, dieses System gut zu verstehen und zu wissen, wie es sich als Reaktion auf die verschiedenen Belastungen entwickelt, denen es ausgesetzt ist. Einer der wichtigsten Punkte ist daher die Kenntnis der Reaktionsfähigkeit eines solchen Systems in Abhängigkeit von den vorhandenen Spezies. Redoxreaktionen gehören zu den wichtigsten Transformationspfaden, die berücksichtigt werden müssen, um die Entwicklung der Atmosphäre besser zu verstehen. Das REACTE-Projekt konzentriert sich auf die (Photo-) Chemie von Übergangsmetallen (TMIs), die eine Hauptquelle für hochreaktive Spezies in Aerosolen und der wässrigen Phase troposphärischer Wolken darstellt. Tatsächlich gibt es derzeit nur sehr wenige Daten über die genaue Rolle und Reaktivität dieser Metalle, die derzeit fast ausschließlich in freier Form betrachtet werden, während bekannt ist, dass sie in natürlicher Umgebung als Komplexe vorliegen. Das REACTE-Projekt konzentriert sich auf die Beantwortung folgender Fragen: i) Wie beeinflusst die Komplexierung von TMIs deren Photoreaktivität, deren Redoxreaktionen und/oder die "Fenton"-Typ-Reaktionen mit H2O2? ii) Welche reaktiven Spezies werden mit diesen Reaktionen assoziiert, H2O2, HyOx Radikale und ihre jeweiligen Bildungsausbeuten? Welchen Einfluss haben sie auf die Oxidationskapazität der Atmosphäre und damit auf die chemische Zusammensetzung im Allgemeinen? Diese Ergebnisse werden in einen Modellmechanismus zu Prozessierung von chemischen Radikalreaktionen in wässriger Phase (CAPRAM) implementiert werden, um den Einfluss auf die Transformation organischer Stoffe, die HOx-Bilanz und den Oxidationszustand von TMIs in atmosphärischen Tröpfchen oder Aerosolen vorherzusagen. Das REACTE-Projekt verbindet komplementäre wissenschaftliche Kompetenzen, und ermöglicht damit die TMIs-Komplexchemie besser zu verstehen, sowie ihren Einfluss auf die Atmosphärenchemie zu erfassen. Es wird Daten liefern, um die Auswirkungen auf das Klima bzw. auf die Luftverschmutzung zu verstehen und abzuschätzen, welche derzeit stark unterschätzt werden.
Das Projekt "GO3: Hochenergie-Lithiumbatterien für automotive und stationäre Anwendungen, Teilprojekt: Weiterentwicklung und chemische Oberflächenmodifizierung des HE-NCM Kathodenmaterials und Entwicklung von hochvoltstabilen Elektrolyten und Elektrolytadditiven" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: BASF SE.Die Erhöhung der Energiedichte von Lithium-Batterien bei gleichen Kosten stellt einen der wichtigsten Punkte dar, die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu vergrößern und somit der Elektromobilität zum Durchbruch zu verhelfen. Derzeit sind Fahrzeuge mit Zelltechnologien der Generationen 1 und 2 im Einsatz, die Kathoden basierend auf LFP, LMO, NCA) oder NCM verwenden. HE-NCM (ein Kathodenmaterial der 3. Generation) stellt ein lithium- und manganreiches Kathodenmaterial dar, dass sich aufgrund seiner hohen Kapazität von über 200 mAh/g sehr gut für Hochenergie-Lithium-Ionen-Zellen eignet. Zudem besitzt es einen Kostenvorteil, da Mangan ein gegenüber Kobalt gut verfügbarer Rohstoff ist. Jedoch befindet es sich noch nicht in einem marktreifen Entwicklungsstadium. In GO 3 wird die BASF HE-NCM unter verschiedenen Gesichtspunkten verbessern. Dies beinhaltet: - Weiterentwicklung des Kathodenmaterials durch Methoden der chemischen Modifizierung und eine Verbesserung der klassischen Materialbeschichtung. - Neuartige Beschichtungsmethoden, die auf der Wechselwirkung von organischen Komponenten mit der Oberfläche von Übergangsmetalloxiden beruhen. - Entwicklung von hochvoltstabilen Elektrolyten und Elektrolytadditiven. Sämtliche Arbeitspakete beinhalten sowohl die synthetischen, analytischen Aspekte, sowie umfassende elektrochemische Testung der Materialien in Labor-Zellformaten: - Zyklenstabilität und Impedanzaufbau (durch Bestimmung des flächenspezifischen Widerstands), Gasentwicklung und Kapazitätserhalt bei Ladezustand von 100% und Lagerung bei erhöhter Temperatur (z.B. 60°C) und Auflösungsverhalten von Übergangsmetallionen während Zyklisierung und Lagerung.
Das Projekt "GO3: Hochenergie-Lithiumbatterien für automotive und stationäre Anwendungen, Teilprojekt: Hochenergie-Lithium-Zellen Gen 3 für Automotive Anwendungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Robert Bosch GmbH.Im Rahmen des Projektes 'Go3' liegt der Fokus auf der Darstellung eines 'proof of concept' (POC) einer energieoptimierten Lithium-Ionen Zelle mit einer Energiedichte - 800 Wh/L und niedrigeren Kosten (in Euro/kWh). Diese Technologie beruht auf dem Einsatz und Kombination von Silizium/Kohlenstoff-basierte Anoden, HE-NCM- und HV-Spinell-Kathoden, hochvoltstabilen Elektrolyten und einem abgestimmten Zelldesign. Das Vorhaben erstreckt sich von der Materialentwicklung bis hin zur Zellentwicklung. Im Erfolgsfall werden prismatische Hochenergiezellen größer als 50 Ah als Funktionsmuster gezeigt. - Zellchemieentwicklung HE-NCM Graphit - Entwicklung von Si-Anoden und Anwendung in NCM-111 Si-Zellen - Prelithiierung von Si-Anoden - Zellchemieentwicklung HE-NCM Si-Anode - Validierung Aktivmaterialien der Partner MEET und Jacobsuniversität Bremen - Sicherheitsuntersuchungen - Zellsimulation Gen 3 Zelle - Betriebsstrategie Hochenergiezelle HE-NCM Si-Anode - Batteriemanagement für Gen 3 Technologien - Option: Hochskalierung Gen 3 Zellchemie in großformatigen prismatischen Zellen - Eignungsprüfung für Automotive und stationäre Anwendungen.