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^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.
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