Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann, MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Energy Technologies (IET), Grundlagen der Elektrochemie.
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann, MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann, MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Justus-Liebig-Universität Gießen, Physikalisch-Chemisches Institut.Im Verbundprojekt MeLuBatt werden Elektrolyte, Anoden- und Kathoden-Materialien für Li-, Na-, Zn-, Mg-, Ca-basierte Metall-Sauerstoff-Batterien (MLB) systematisch untersucht, um Phänomene der Elektrolyt- und Elektrodendegradation gezielt zu verstehen und zu vermindern. Dabei werden bekannte Ergebnisse zur Degradation von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) (Elektrolyt, Gasentwicklung, Dendritenbildung) einbezogen, wodurch die Erforschung von MLB stark befruchtet werden soll. Die bisher übersehene Querverbindung der Sauerstoff-Redoxchemie von MLB zum Verhalten von Oxidkathoden in LIB soll untersucht werden. Ziele sind das tiefere Verständnis der Dendritenbildung, die Erhöhung der Zyklenstabilität der Zellen, sowie der Einsatz von effizienten und stabilen Gasdiffusionselektroden. Relevante MLB (Li-, Na-, Zn-, Mg- und Ca-basierte Systeme) sollen hinsichtlich der realisierbaren Energie- und Leistungsdichte untersucht werden, um die vielversprechendsten MLB zu identifizieren und zu optimieren
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann, MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM.
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann^MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann, MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Energie- und Systemverfahrenstechnik.Metall-Luft-Batterien (MLB) basieren auf der Umwandlung/ Auflösung einer Metallelektrode, was zu einer Volumenänderung der Elektroden und damit einer Änderungen der Dreiphasengrenze aufgrund des verdrängten Elektrolytvolumens und der Produktabscheidung führt. Hohe Energiedichten verursachen daher starke Änderungen der Elektroden-Struktur und Elektrolytlevel und können zu Limitierungen des Stofftransports führen. In diesem Projekt soll am Beispiel der Li/O2-Batterie der Effekt dieser Änderungen auf die Leistungsfähigkeit der Kathode modellbasiert analysiert und quantifiziert werden. Weiterhin wird der Effekt von Redoxmediatoren auf die Leistungsfähigkeit untersucht. Physikochemische Simulationen werden begleitet von gezielten Experimenten; zusammen bieten diese einen tiefen Einblick in den Zustand der Zelle und die limitierenden Prozesse. Schließlich werden die Ergebnisse auf weitere MLB extrapoliert. Ziel ist es, Grenzen der Leistungsfähigkeit der betrachteten Zellen systematisch zu erfassen und Wege zum Erreichen der Idealwerte aufzuzeigen
Das Projekt "Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien - Teilvorhaben: Ionische Flüssigkeiten^AlSiBat, Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien - Teilvorhaben: In-Situ-Charakterisierung und Synthese der Elektroden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Energy Technologies (IET), Grundlagen der Elektrochemie.Ziel des Gesamtvorhabens AlSiBat ist es die perspektivischen Realisierungsmöglichkeiten von Me/Luft Batterien - insbesondere von Al/Luft und Si/Luft Batterien - in Hinblick auf wichtige Eigenschaften wie Wiederaufladbarkeit, Zyklenfestigkeit und Umweltverträglichkeit untersuchen und die in diesen Batterien verwendbaren Werkstoffe weiter zu entwickeln. Ziele der Teilprojekte am IEK-9 sind die Identifikation der grundlegenden elektrochemischen Prozesse und Transportmechanismen sowie der Vorgänge an den Grenzschichten, wobei diese auf atomistischer und makroskopischer Ebene experimentell untersucht werden. Anhand der Zusammenhänge sollen die Mechanismen die die Eigenschaften der Batterien bestimmen erkannt und darauf aufbauend eine systematische Materialentwicklung in diesem Bereich betrieben werden. Am IEK-9 werden drei Teilprojekte bearbeitet. Anodenseitig werden neue Elektrodenmaterialien auf der Grundlage von Al- und Si-basierten Legierungen entwickelt; auf der Kathodenseite wird die Eignung von Kohlenstoff-Trägermaterialien mit Übergangsmetallkatalysatoren für die Batterien untersucht. Die mikroskopischen Transformationsvorgänge und Transportmechanismen werden mit NMR und XPS, die makroskopischen elektrochemischen Charakteristika werden unter variierenden Umgebungsbedingungen mit Chronoamperometrie, Zyklovoltametrie und EIS analysiert. Die Grenzflächeneigenschaften werden mit XPS, AFM, EPR und 'rotating-disc' Techniken untersucht.
Das Projekt "Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien - Teilvorhaben: In-Situ-Charakterisierung und Synthese der Elektroden^AlSiBat^Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien - Teilvorhaben: Ionische Flüssigkeiten^Katalysatoren und Gasdiffusionselektroden für die Luft-Elektrode von Metall/Luft-Batterien, Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für Hochfrequenz- und Halbleiter-Systemtechnologien, Forschungsschwerpunkt Technologien der Mikroperipherik.Im Projekt AlSiBat sollen grundlegende Forschungen zu neuen Metall-Luft Batterien als elektrochemische Speicher gemacht werden. Dabei werden die Erkenntnisse zu Zn/Luft - und Li/Luft aufgearbeitet und gegenüber gestellt, und die noch wenig erprobten Al/Luft - und Si/Luft Batterien untersucht und weiterentwickelt. Hierbei sollen Eigenschaften wie Wiederaufladbarkeit, Zyklenfestigkeit und Umweltverträglichkeit der jeweiligen Komponente systematisch untersucht werden. Die TU Berlin wird 3D- und Mikrostrukturierungen für Metall- und Si-Anoden untersuchen, Mikrotestzellen für statistische Untersuchungen sowie für in-situ Messverfahren entwickeln und Vollzellen als Demonstratoren aufbauen. Dazu wird das reaktive Ionenätzen und Mikrogalvanik eingesetzt. Ein Schwerpunkt ist die Untersuchung der Anoden in Kontakt mit einem aus ionischen Flüssigkeiten bestehenden Elektrolyten.
Das Projekt "Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien^Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien - Teilvorhaben: In-Situ-Charakterisierung und Synthese der Elektroden^Metall/Luft Systeme, insbesondere Al/-Si/Luft Batterien - Teilvorhaben: Ionische Flüssigkeiten^AlSiBat^Katalysatoren und Gasdiffusionselektroden für die Luft-Elektrode von Metall/Luft-Batterien, Metall/Luft-Systeme, insbesondere Al- und Si-Luft Batterien: Elektrochemie der Anodenmaterialien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technischen Universität Clausthal, Energie-Forschungszentrum Niedersachsen.In diesem Teilprojekt sollen für die Entwicklung von Silizium-/und Aluminium-Luft-Batterien, die bei praktisch unbegrenzter Verfügbarkeit der Elemente mit Energiedichten von bis zu 5 kWh/kg große Energiemengen günstig speichern könnten, grundlegende Untersuchungen an den Anodenmaterialien durchgeführt werden. Zu diesem Zweck werden Aluminium und Silizium elektrochemisch aus ion. Flüssigkeiten abgeschieden und im direkten Vergleich mit Zink als Anoden in Testzellen verwendet. Neben einer grundlegenden Charakterisierung der Oxidationsreaktionen sollen Primärzellen gebaut und getestet werden und danach Wege aufgezeigt werden, Sekundärzellen zu konstruieren. Für das Teilziel Silizium/Luft-Batterien werden Siliziumanoden mit ion. Flüssigkeiten elektrochemisch hergestellt; sowohl als unstrukturiertes Volumenmaterial als auch als makroporöse Elektroden und Nanodrahtelektroden. Das so hergestellte amorphe Silizium ist hochreaktiv gegenüber Sauerstoff, eine Grundvoraussetzung für Silizium/Luft-Batterien. In analoger Vorgehensweise werden Aluminiumanoden elektrochemisch hergestellt, wobei solches Al reaktiver ist als metallurgisches Al. Bei beiden Anodenmaterialien wird die Kinetik der Sauerstoffoxidation unter Modellbedingungen und in primären Testzellen untersucht, unterstützt durch Verfahren der Oberflächenchemie und -physik. Beim System Zink/Luft werden neue wässrige Elektrolyte basierend auf pH-neutralen ion. Flüssigkeiten im Hinblick auf die Reversibilität der Zellen optimiert.
Das Projekt "Hochtemperatur- und Energiematerialien" 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.Das aus 6 Einzelprojekten bestehende Gesamtprojekt soll wesentliche wissenschaftliche Beiträge zur Minderung der Treibhausgasemissionen und zur Verbesserung der Nachhaltigkeit der Energieversorgung mit dem Fokus auf Deutschland und den USA leisten. Dazu werden im Bereich Kraftwerkstechnik werkstoffkundliche Themenstellungen zur Entwicklung von Schutzschichten, Schweißverbindungen und Membranen zur CO2-Abscheidung sowie zur Modellierung der Oxidation von Hochtemperaturlegierungen bearbeitet. Die Ergebnisse der Arbeiten ermöglichen eine Wirkungsgradsteigerung sowie eine Klimagasreduzierung. Außerdem tragen sie zur Erhöhung der Last- und Brennstoffflexibilität bei, die eine zunehmende Bedeutung bei der Nutzung von erneuerbaren Energieträgern spielt. Der Aspekt der verstärkten Nutzung von erneuerbaren Energien wird auch bei den 2 Projekten zur elektrochemischen Speicherung bearbeitet, in denen langfristige Ansätze zur Entwicklung von Li-Ionen und Metall-Luft Batterien untersucht werden. Die geplanten Arbeiten werden zusammen mit dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL) durchgeführt, das in etwa gleiche Ressourcen wie die deutsche Seite zur Verfügung stellen wird und damit eine Budgetverdopplung ermöglicht mit gleichzeitiger Nutzung der komplementären ORNL-Kompetenzfeldern. Durchgeführt werden die Arbeiten von je einem Doktoranden mit Unterstützung von Technikern und Wissenschaftlern, regelmäßige Telekonferenzen und Workshops gewährleisten den Austausch mit der amerikanischen Seite.
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