Das Projekt "Grenzflächen und Interphasen in wiederaufladbaren Batterien auf Li-Basis - Kathode/Festelektrolyt -Phase 7, CatSE2 - Grenzflächen und Interphasen in wiederaufladbaren Batterien auf Li-Basis - Kathode/Festelektrolyt - Phase 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Justus-Liebig-Universität Gießen, Physikalisch-Chemisches Institut.
Das Projekt "H2Giga: De-Risking PEM-Elektrolyseur, Teilprojekt der Ruhr-Universität Bochum: Mikroelektrochemische Untersuchung von Anoden- und Kathodenmaterialien aus industriellen Wasserstoffelektrolyseuren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Analytische Chemie und Zentrum für Elektrochemie.
Das Projekt "Nanoporöses Silizium durch Rascherstarrung - Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien, Teilvorhaben: Nanoskopische Charakterisierungen und Prozesssimulationen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung.
Das Projekt "RONDO: Prozessforschung und -entwicklung zur Herstellung und Verarbeitung von gerundeten Graphiten für Li-Ionen-Zellen mit verbesserter Schnellladefähigkeit^RONDO: Prozessforschung und -entwicklung zur Herstellung und Verarbeitung von gerundeten Graphiten für Li-Ionen-Zellen mit verbesserter Schnellladefähigkeit, RONDO: Prozessforschung und -entwicklung zur Herstellung und Verarbeitung von gerundeten Graphiten für Li-Ionen-Zellen mit verbesserter Schnellladefähigkeit" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Ulm, Arbeitsgruppe Materialwissenschaftliche Elektronenmikroskopie.
Das Projekt "innoKA: Materialinnovationen für die PEM-Brennstoffzelle - Platinfreie Kathode, anodenseitige Materialstabilisierung durch neue Katalysatorkonzept, Teilvorhaben: Morphologische und strukturelle Untersuchungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Zentraleinrichtung Elektronenmikroskopie (ZELMI).Der Arbeitsplan sieht vor, dass in vier Arbeitspaketen zunächst die Herstellung von geeigneten Anoden und Kathodenkatalysatorsystemen geleistet wird. Diese Systeme werden bereits in kleinem Maßstab auf die gezielten Eigenschaften hin untersucht, während für die vielversprechendsten Kandidaten optimierte und größerskalige Herstellung vorangetrieben werden. Die Aufgabe der ZELMI/TUB ist es, die Entwicklung und Herstellung der Katalysatorsysteme mit analytischen und bildgebenden mikroskopischen Verfahren zu begleiten und zu deren Optimierung beizutragen. Dies geschieht durch Charakterisierung mittels Transmissionselektronenmikroskopie von Partikelgrößen, -form und -verteilung, sowie Morphologie. Ferner ist es Aufgabe der ZELMI/TUB die bestehenden Analysemethoden und etablierte Analyseverfahren zu optimieren und weiter zu entwickeln, um den steigenden Erfordernissen der im Projekt entwickelten Katalysatorsysteme zu entsprechen. Für die Aufnahme von Elementverteilungsbildern wird im ersten halben Jahr der Projektlaufzeit das bestehende konventionelle TEM mit einer Rastereinheit und einem HAADF-Detektor aufgerüstet. Nach erfolgreicher Validierung wird das System in den folgenden 5 Projekthalbjahren für die Strukturbestimmung an den von den Projektpartnern entwickelten neuen Materialien, sowie Referenzmaterialien angewandt. Die örtliche Verteilung von Iridium in der MEA nach Alterungstests liefert via FIB/SEM/TEM kritische Informationen zum Verhalten der Materialien. Notwendige Kristallinitätsbestimmungen erfolgen über Beugung mittels TEM, u.a. mit einer bei uns entwickelten und produzierten weltweit einmaligen 1 mym Feinbereichsauswahlblende, die es ermöglicht Beugungsinformationen aus einem Gesichtsfeld von nur ca. 15 nm zu erhalten. Damit sind Strukturuntersuchungen einzelner Nanopartikel möglich.
Das Projekt "HalMa: H2- und Kationen-Kontamination: Alterungseffekte, Material- und Sensorentwicklung, Teilvorhaben: Untersuchungen zur Schadstoffwirkung von Kationen auf Gasdiffusionselektroden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme e.V..Mit Hilfe von RDE und RRDE, zzgl. IL-TEM/EDX untersucht das DLR Oldenburg den Einfluss von ausgewählten Kationen auf die Kathoden- sowie Anodenreaktion. Die Sauerstoffreduktionsreaktion (oxygen reduction reaction, ORR) wird mit Hilfe einer rotierenden Scheibenelektrode (rotating disk electrode, RDE) charakterisiert. Die kinetische Stromdichte, die Tafelsteigung und die Austauschstromdichte können zur Bewertung der katalytischen Aktivität von Materialien bestimmt und verglichen werden. Es wird der Einfluss von ausgewählten Kationen der Wasserstoffversorgung auf die katalytische Aktivität der Katalysatoren untersucht. Um jedoch zu untersuchen, welche Effekte durch die Kationen auftreten, müssen die elektrochemischen Ergebnisse durch weiterführende Untersuchungen, z.B. mit REM + EDX, TEM + EDX, insbesondere durch zusätzliche Identical Location Transmission Elektronenmikroskopie, verifiziert werden. Eine RRDE (rotating ring disk electrode) ist aufgebaut wie eine Scheibenelektrode mit einem zusätzlichen Ring, welcher durch eine isolierende Schicht von der Scheibe getrennt ist. Mit Hilfe der RRDE können spezifische Reaktionspfade dann besser identifiziert werden. Nach Fertigstellung des neu zu beschaffenden elektrochemischen Messplatzes sowie Anpassung des bereits vorhandenen Messsystems werden in zwei parallelen Aufbauten elektrochemische Untersuchungen, auf Katalysatoren der Anoden- und Kathodenseite, als RDE- und RRDE-Experimente durchgeführt. Zudem soll mittels Identical Location Transmissionselektronenmikroskopie und weiteren optischen Messmethoden die Auswirkung auf den Katalysator und dessen katalytische Aktivität visualisiert werden.
Das Projekt "Berücksichtigung spezieller Effekte für die Anwendung eines optimierten Bruchmechanikkonzepts für den RDB-Sicherheitsnachweis" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: AREVA GmbH.
Das Projekt "PtTM-HGS - Entwicklung von kostengünstigen Hochleistungs-Gasdiffusionselektroden für Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEM-FC) mit niedriger Pt-Belegung auf Basis neuartiger, graphitisierter Hohlkugel-Kohlenstoffträgermaterialien, Teilverbund E: Hochauflösende Elektronenmikroskopie" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH - Ernst Ruska-Centrum für Mikroskopie und Spektroskopie mit Elektronen (ER-C).Das Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung und Verbesserung neuartiger kohlenstoffgeträgerten Legierungsnanopartikel als innovative Katalysatoren für Brennstoffzellen. Hierbei ist eine Untersuchung mittels moderner analytischer Transmissionselektronenmikroskopie unerlässlich. Dieses Teilvorhabens beschäftigt sich mit der elektronenmikroskopischen Untersuchung des Wachstums und der Alterungsprozesse dieser neuartigen Legierungsnanopartikel. Es ist wichtig für die Optimierung der Nanopartikelsynthese in Richtung Kern-Schale-Struktur und zur Verknüpfung der mikrostrukturellen Informationen mit den Ergebnissen der Aktivitätsmessungen. Ein weiteres Ziel ist es, Informationen über die mikrostrukturellen Prozesse der Alterung der Nanopartikel-Träger-Systems zu erlangen und somit einen Beitrag zum Verständnis der Degradationsmechanismen in Brennstoffzellen zu liefern. Auf diese Weise soll im intensiven Informationsaustausch mit den Synthese-Partnern im Verbund eine Optimierung des Katalysatorsystems stattfinden. AP1: Mikrostrukturelle Analytik zur Optimierung der Kern-Schale Struktur Hier werden hinsichtlich ihrer Aktivität vielversprechende binäre und ternäre Platin-TM Nanopartikel untersucht um ihre Struktur im Hinblick auf eine Kern-Schale-Struktur optimiert. Hierzu wird hochauflösende STEM, EDX und EELS verwendet. AP2: Elektronenmikroskopische in-situ Experimente zur Optimierung der Kern-Schale-Struktur Eine gezielte Einstellung von Kern-Schale-Strukturen ist durch Hochtemperaturbehandlung in geeigneten Gasen zu erreichen. Hierzu werden in-situ Experimente im Elektronenmikroskop vorgenommen. AP3: Mikrostrukturelle Auswirkung elektrochemischer Alterungstests Katalysatorpartikel werden zu verschiedenen Zeitpunkten der Synthese sowie vor und nach elektrochemischen Alterungstests analysiert. Diese geben entscheidende Hinweise auf die mikrostrukturellen Degradationsmechanismen und somit zur Verbesserung der Stabilität der hier untersuchten Katalysatorsysteme.
Das Projekt "StickLiS - Stickstoffhaltige Kohlenstoffe für hochkapazitive zyklenstabile Lithium-Schwefel-Kathoden^StickLiS - Stickstoffhaltige Kohlenstoffe für hochkapazitive zyklenstabile Lithium-Schwefel-Kathoden^StickLiS - Stickstoffhaltige Kohlenstoffe für hochkapazitive zyklenstabile Lithium-Schwefel-Kathoden, StickLiS - Stickstoffhaltige Kohlenstoffe für hochkapazitive zyklenstabile Lithium-Schwefel-Kathoden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung.Im Zentrum dieses Teilvorhabens steht die Synthese stickstoffhaltiger poröser Polymere und deren Optimierung als Kathoden-Materialien in Lithium-Schwefelbatterien. Zu den angestrebten Materialien gehören drei eng verwandte Materialklassen: Kovalente organische Netzwerke (Covalent Organic Frameworks, COFs), kovalente Triazin-Netzwerke (Covalent Triazine Frameworks, CTFs) und amorphe poröse organische Polymere (POPs). Ziel ist die Optimierung der Schwefeladsorption und damit -Retention in der Kathodenmatrix durch Kontrolle des Stickstoffgehaltes, Art der Stickstoff-Funktionalität und der Porosität sowie Kristallinität und Leitfähigkeit der Polymere. Außerdem sollen mechanistische Einblicke in die Schwefeladsorption auf molekularer Ebene gewonnen und für die rationale Synthese verbesserter Li-S-Kathodenmaterialien mit hoher Zyklenstabilität genutzt werden. AP 1: Materialsynthese Für den Einsatz als leitfähige Matrix in den Schwefelkathoden werden ausgewählte stickstoffhaltige poröse Polymere synthetisiert und charakterisiert. In AP 1.1 wird die Porosität, der Stickstoffgehalt, die Kristallinität sowie die Polysulfidaffinität kristalliner COFs und amorpher POPs durch die Synthese entsprechender Bausteine gezielt eingestellt. In AP 1.2 werden robuste und temperaturstabile CTFs hergestellt, deren lokale Struktur, Porosität und Carbonisierungsgrad durch die Syntheseparameter gezielt variiert werden. AP 4: Materialcharakterisierung Durch die Kombination unterschiedlicher festkörperanalytischer Methoden wird die Polysulfidaffinität der synthetisierten Materialien evaluiert und der Mechanismus der Schwefeladsorption und -retention untersucht. Desweiteren sollen Degradationsmechanismen verstanden und damit unterbunden werden. Hierzu soll die Struktur und Morphologie der Materialien durch spektroskopische (XPS, Festkörper-NMR, IR- und Raman-Spektroskopie) und mikroskopische (TEM, REM) Methoden analysiert werden.
Das Projekt "KMU-innovativ : Hochsensitive Infrarotdetektoren auf Basis von Resonanz-Tunneldioden mit Halbleitern schmaler Bandlücke (HIRT), Teilvorhaben: Halbleiter-Strukturdesign, Wachstum und Charakterisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Physikalisches Institut, Lehrstuhl für Technische Physik.Im HIRT Projekt sollen erstmals innovative Infrarotdetektoren auf Basis von Resonanztunneldioden (RTD) mit Halbleitern schmaler Bandlücke in dem für die optische Sensorik wichtigen Wellenlängenbereich zwischen 1.8 Mikro m - 3.5 Mikro m realisiert und untersucht werden. Dieser spektrale Bereich umfasst die 'Fingerabdrücke' vieler chemischer Verbindungen von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen und ist für die hochempfindliche Molekül- und Gassensorik von besonderem Interesse. Das Teilvorhaben der Universität Würzburg befasst sich mit dem Design, dem Wachstum und der Charakterisierung der Halbleiterschichtstrukturen (HLS), welche die Grundlage für diese neuartigen Infrarotdetektoren bilden sollen. HIRT nutzt das Resonanz-Tunneldioden (RTD-) Prinzip und weitet es auf den für die optische Sensorik wichtigen Wellenlängenbereich zwischen 1.8 Mikro m und 3.5 Mikro m aus: Die RTD dient als rauscharmer Verstärker kleinster optisch erzeugter elektrischer Signale. Um dies erfolgreich zu realisieren, müssen die Resonanztunnelstruktur (RTS, Verstärkendes Element) und Absorptionsschicht (lichtaktives Element) in ihrer jeweiligen Funktion und im Zusammenspiel miteinander optimiert werden. Das Design der Schichtstrukturen wird dabei durch Halbleiter-Simulationswerkzeuge unterstützt. Die HLS sollen mittels Molekularstrahlepitaxie atomlagengenau gewachsen werden, was besonders für die RTS kritisch ist. Die Charakterisierung der gewachsenen Strukturen erfolgt über ein großes Ensemble an Nanoanalytik-Methoden, wie beispielsweise Transmissionselektronenmikroskopie (Bildgebung der gewachsenen HLS mit subatomarer Auflösung), Sekundärionen-Massenspektrometrie (Bestimmung Dotierprofil/Zusammensetzung Verbindungshalbleiter) oder hochaufgelöste Röntgenbeugung (Kristallstruktur und Gitterkonstante).
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