Nanoscale Hybrid Materials

In dieser Forschungsgruppe „Nanoskalige Hybridmaterialien“ wird „Elektrospinnen“ als Methode verwendet, um (ausgerichtete) Polymerfasernetzwerke auf kontrollierte Weise zu erhalten. Diese werden unter Verwendung verschiedener potentieller Elektrodenmaterialien carbonisiert und imprägniert, um einen engen Kontakt zwischen Elektronen und Li-leitender Phase zu ermöglichen Bei dieser Kombination werden Kathodenmaterialien, die aufgrund ihrer geringen intrinsischen elektronischen Leitfähigkeit nicht für eine Anwendung geeignet sind, für Li-Ionen-Batterien verwendet. Mit ausgeklügelten Methoden wird die Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Phasen und der Mikrostruktur der Elektrode entschlüsselt.

„Batterien sind Multikomponentensysteme, deren Nachhaltigkeit entscheidend von geeigneten Recyclingverfahren bestimmt wird. Dabei spielen Energieaufwand, die eingesetzten Chemikalien und die erreichbaren Gewinnungseffizienzen die entscheidenden Rollen. Wir entwickeln mechanochemische Verfahren, die bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen mit milden Chemikalien arbeiten und hohe Effizienzen versprechen. Neben der Bewertung der Rezyklate als Ausgangsstoffe für neue Batterien, steht auch das Aufklären der Reaktionsmechanismen im Vordergrund. Für die neuen Zellkonzepte, die im Exzellenzcluster POLiS entwickelt werden, stellt das Recycling eine besonders anspruchsvolle Aufgabe dar, da bereits in einem frühen Entwicklungsstadium Recyclingverfahren bewertet werden müssen und die Batteriezellen weitgehend unter Verzicht auf wertträchtige Bestandteile aufgebaut sind.“

Diese Forschungsgruppe wird teilweise von der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) durch den Exzellenzcluster POLiS gefördert.