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Energieforschung (e!MISSION), HiPoCat: Highly Porous Cathodes for Lithium Air Batteries

Das Projekt "Energieforschung (e!MISSION), HiPoCat: Highly Porous Cathodes for Lithium Air Batteries" wird/wurde gefördert durch: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG). Es wird/wurde ausgeführt durch: AIT Austrian Institute of Technology GmbH.The aim of the HiPoCat project (Highly Porous Cathodes for Lithium-Air Batteries) is to evaluate metal-organic frameworks (MOFs) and zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) for use as new precursors for cathode materials for Li-air batteries. Through pyrolysis of the highly microporous MOFs and ZIFs, cathode materials with high electronic conductivities, reactivity, and corrosion resistance will be synthesized. Furthermore, thermal analysis and kinetic modelling approaches will be used to determine the pyrolysis parameters leading to optimal porosities. The cathode materials that are developed in this work will be combined with suitable electrolytes and electrolyte additives to assemble Li-air batteries which display specific capacities, coulombic efficiencies, and rate-capabilities which are significantly higher than those of the conventionally used carbon-based cathodes. Additionally, the porous gas-diffusion cathodes will be produced using a lower number of synthesis steps and environmentally-friendly aqueous solvents, which will be a technological first in Austria.

Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode (LiBaLu) - Teilvorhaben - Erforschung eines Zellenkonzepts und Integration der neuen Materialien^LiBaLu^Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode, Lithiumbatterien mit Luftelektrode

Das Projekt "Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode (LiBaLu) - Teilvorhaben - Erforschung eines Zellenkonzepts und Integration der neuen Materialien^LiBaLu^Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode, Lithiumbatterien mit Luftelektrode" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Offenburg, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Medien Offenburg, Institut für Energiesystemtechnik.Lithium-Luft/Sauerstoffbatterien haben zwar ein großes Potential wegen der theoretisch enorm hohen Energiedichte; trotz intensiver Entwicklungsarbeiten ist ein wirklicher Durchbruch bislang aber nicht erzielt worden. Ziel des Gesamtvorhabens LiBaLu ist es, die Lücken bei den Grundlagenkenntnissen zu schließen und Strategien für die Realisierung von Lithium-Luft-Batterien zu entwickeln. Ziel des LiBaLu-Teilprojekts Modellierung und Simulation ist die Unterstützung der Elektroden- und Zellentwicklung mit Hilfe umfangreicher Computersimulationen im Sinne des computergestützten Engineering (CAE). Zum einen soll das mechanistische Verständnis der komplexen Elektrochemie in Lithium-Luftbatterien durch mikrokinetische Modelle aufgeklärt werden. Auf Basis von postulierten Mehrschrittmechanismen werden makroskopische Eigenschaften (Entlade-/Ladekennlinien, Cyclovoltammogramme, elektrochemische Impedanzspektren) vorhergesagt und mit experimentellen Daten der Projektpartner verglichen. Zum anderen soll das Design der Prototypzelle mit Hilfe numerischer Simulationen untersucht und optimiert werden. So können z. B. optimale Schichtdicken oder die Rolle von Gastransportlimitierungen identifiziert werden. Im Ergebnis tragen die Arbeiten im Teilprojekt maßgeblich zur Erreichung der Gesamtprojektziele bei, indem die empirischen experimentellen Untersuchungen der Projektpartner mit einer theoretischen Basis untermauert werden.

Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode: Katalysatoren, Wirkungsweise, Mechanismen^Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode (LiBaLu) - Teilvorhaben - Erforschung eines Zellenkonzepts und Integration der neuen Materialien^Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode^LiBaLu^Lithiumbatterien mit Luftelektrode, Lithium-Batterien mit Luftelektrode

Das Projekt "Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode: Katalysatoren, Wirkungsweise, Mechanismen^Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode (LiBaLu) - Teilvorhaben - Erforschung eines Zellenkonzepts und Integration der neuen Materialien^Lithium-Batterien mit Luft/Sauerstoffelektrode^LiBaLu^Lithiumbatterien mit Luftelektrode, Lithium-Batterien mit Luftelektrode" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.

Theoretische Untersuchungen der Sauerstoff-Reduktion in nichtwässriger Lösung in Hinblick auf Lithiumbatterien

Das Projekt "Theoretische Untersuchungen der Sauerstoff-Reduktion in nichtwässriger Lösung in Hinblick auf Lithiumbatterien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Ulm, Fachbereich Chemie, Institut für Theoretische Chemie.

PowerLab: Entwicklung elektrischer Luftfahrantriebe - Bavarian International Campus Aerospace and Security; Entwicklung einer Technologieplattform für elektrisches Fliegen - Vorbereitung von Demonstrationsprojekten für mittlere Leistungsklassen

Das Projekt "PowerLab: Entwicklung elektrischer Luftfahrantriebe - Bavarian International Campus Aerospace and Security; Entwicklung einer Technologieplattform für elektrisches Fliegen - Vorbereitung von Demonstrationsprojekten für mittlere Leistungsklassen" wird/wurde gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, School of Engineering and Design, Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik.Gesamtziel des Vorhabens PowerLab ist die Bildung eines Kompetenzcenters für hybride und vollelektrische Luft- fahrtantriebe. Die TU München ist an diesem Verbundvorhaben in einem Teilprojektvorhaben mit drei Lehrstühlen beteiligt (EES, EWT, LLS). Der Lehrstuhl für elektrische Energiespeichersysteme (EES) ist im Arbeitspaket Energiespeicher eingebunden. Hierbei werden insbesondere eine systematische mathematische und stochastische Beschreibung der Ausfallwahrscheinlichkeiten eines Batteriemoduls, sowie eine Betrachtung der Ursachen und Abhängigkeiten plötzlicher Batteriesystemausfälle, durchgeführt. Hierbei finden auch Zukunftstechnologien, wie Lithium-Luft Beachtung. Des Weiteren werden Möglichkeiten zur Diagnose. Prädiktion und Vermeidung solcher Ausfälle untersucht. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse soll ein Demonstrator-Modul aufgebaut werden, welches hinsichtlich Leistungs- und Energiedichte als auch Zuverlässigkeit optimiert ist.

Materialien und Komponenten für Batterien mit hoher Energiedichte^ExcellentBattery - MEET Hi-END^Materialien und Komponenten für Batterien mit hoher Energiedichte^Weiterentwicklung einschließlich des Transfers in der Zellfertigung von aussichtsreichen Hochkapazitäts-Batteriematerialien, Materialien und Komponenten für Batterien mit hoher Energiedichte

Das Projekt "Materialien und Komponenten für Batterien mit hoher Energiedichte^ExcellentBattery - MEET Hi-END^Materialien und Komponenten für Batterien mit hoher Energiedichte^Weiterentwicklung einschließlich des Transfers in der Zellfertigung von aussichtsreichen Hochkapazitäts-Batteriematerialien, Materialien und Komponenten für Batterien mit hoher Energiedichte" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren.Am Forschungszentrum Jülich sollen vier Themenschwerpunkte bearbeitet werden, welche in den Wingzentren 1, 2 und 4 eingegliedert sind. Im Wingzentrum I sind die Gruppen 'Van Gestel' (IEK-1), 'Uhlenbruck' (IEK-1) und 'deHaart' (IEK-9) eingegliedert. Dünnschicht-Festkörperelektrolyte (Glas oder Keramik) und Schutzschichten für Li-Luft Batterien mittels nasschemischer Verfahren (Sol-Gel) bzw. Gasphasenabscheidung (PVD) sind der Forschungsschwerpunkt der ersten beiden Gruppen. Die Gruppe 'deHaart' entwickelt schwerpunktmäßig 3D-Strukturierte Kathoden aus Oxidkeramischen Werkstoffen. Im Wingzentrum II werden Mikrostrukturveränderungen von der Gruppe 'Markus' (IEK-2) charakterisiert und modelliert um die grundlegenden Prozesse identifizieren und besser verstehen zu können. Im Wingzentrum IV wird die Gruppe 'Buchkremer' (IEK-1) intensiv mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Mie Universität Japan an der dort entwickelten Li-Luft Zelle auf Wasserbasis arbeiten. Die dort als Prototyp vorhandene Zelle soll dabei am IEK-1 mit Hinsicht auf den Fest-/ Polymer-schichtelektrolyt optimiert werden. In Kooperation mit den beteiligten Partnern werden Materialien entwickelt bzw. verwendet um Halb- bzw. Vollzellen herzustellen. Diese werden elektrochemisch Charakterisiert und hinsichtlich ihrer Zellperformanz und strukturellen Stabilität bewertet. Diese Erkenntnisse fließen dann wieder in die Material- bzw. Zellherstellung (z.B. Dünnschichtelektrolyt, 3D-Kathode, etc.).

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