Nanoconfined Electrochemical Interfaces

arrow

Die Forschungsgruppe „Nanoconfined Electrochemical Interfaces“ befasst sich mit der Entwicklung neuartiger Elektrodenmaterialien für elektrochemische Energiespeicher, die auf dem Prinzip der Ioneninterkalation beruhen. Dabei sollen gezielt die gegenwärtigen Limitationen hinsichtlich Schnellladefähigkeit und Lebensdauer überwunden werden und der Einsatz nachhaltiger Materialien in den Vordergrund rücken.

Interkalationsbatterien wie die Lithium-Ionen-Batterie basieren auf der elektrochemischen Einlagerung von Lithium-Ionen (=Lithium-Interkalation) in die negative bzw. positive Elektrode beim Laden bzw. Entladen. Die Rate dieses Vorgangs wird dabei vornehmlich durch die Diffusion der Lithium-Ionen durch das meist schichtstrukturierte Kristallgitter der Elektrode limitiert.

Unsere Gruppe entwickelt Strategien zur Überwindung dieser Diffusionslimitation durch die Synthese neuartiger Elektrodenmaterialien, die über eine funktionalisierte Zwischenschichtstruktur verfügen. Dazu werden organische Moleküle in die Kristallstruktur eingebaut, um den Zwischenschichtraum aufzuweiten und zu stabilisieren, was zu einem beschleunigten Ionentransport führen kann.

Zur Entschlüsselung der neuauftretenden Ladungsspeichermechanismen in diesen zwischenschichtstrukturierten Elektroden werden spezielle ex situ und operando Methoden entwickelt. Dazu zählen u.a. die Kryoelektronenmikroskopie, die Röntgenabsorptionsspektroskopie, die elektrochemische Quarzkristall-Mikrowaage sowie die elektrochemische Dilatometrie.

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Mennatalla ElmanzalawyPhD StudentTel: +49 (0731) 50 34324Mail: mennatalla.elmanzalawy(at)kit.edu
ForschungsgruppeNanoconfined Electrochemical Interfaces
Dr. Simon FleischmannPrincipal Investigator (PI)Tel: +49 (0731) 50 34213Mail: simon.fleischmann(at)kit.edu
ForschungsgruppeNanoconfined Electrochemical Interfaces
Jameela KarolMSc StudentTel: +49 (0731) 50 34324Mail: jameela.karol(at)uni-ulm.de
ForschungsgruppeNanoconfined Electrochemical Interfaces
Dr. Yuyoung ShinScientistTel: +49 (0731) 50 34323Mail: yuyoung.shin(at)kit.edu
ForschungsgruppeNanoconfined Electrochemical Interfaces

(information will be uploaded shortly)

Equipment in the Group:

  • 200 kV transmission electron microscope (Talos F200i) with STEM, symmetric dual EDS detectors, EELS, single tilt cryo-holder with cryo-transfer and double tilt cryo-holder with vacuum-transfer
  • Biologic potentiostats VMP300, VMP3, VMP3e, SP300 with more than 40 measurement channels for electrochemical experiments including impedance spectroscopy
  • Argon-filled glovebox (MBraun)
  • Electrochemical quartz crystal microbalance with temperature control (AWSensors X1 QCMD with TCU)
  • Electrochemical dilatometer EL-CELL ECD-4-nano

Selected equipment accessible at HIU:

  • Laboratory X-ray absorption fine structure (XAFS) and X-ray emission (XES) spectrometer, easyXAFS300+, easyXAFS
  • Comprehensive setup for slurry mixing and electrode coating
  • Thermogravimetric analysis (Netzsch) with mass spectroscopy
  • X-ray diffractometer (D8 Advance, Bruker) with several in situ cells
  • Crossbeam 340 field-emission electron microscope with focus ion beam, Zeiss
  • Several tube and box furnaces with inert / air atmospheres
  • Raman spectrometer inVia, Renishaw
  • LAMBDA 465 UV/Vis Spectrophotometer, PerkinElmer
  • Axio Zoom.V16 optical microscope, Zeiss

Prashanth Sivakumar (MSc Student)

Minh Van Duong (MSc Student)

(information will be uploaded shortly)

Zeitschriftenaufsatz
Fleischmann Simon, Zhang Yuan, Wang Xuepeng, Cummings Peter T., Wu Jianzhong, Simon Patrice, Gogotsi Yury, Presser Volker, Augustyn Veronica
Mehr erfahren
Zeitschriftenaufsatz
Schiele A., Breitung B., Mazilkin A., Schweidler S., Janek J., Gumbel S., Fleischmann S., Burakowska-Meise E., Sommer H., Brezesinski T.
Mehr erfahren
Poster
Fleischmann S., Bekaert E., Emmel U., Wietelmann U., Wohlfahrt-Mehrens M.
Mehr erfahren
Mitglieder
Mennatalla ElmanzalawyPhD StudentTel: +49 (0731) 50 34324Mail: mennatalla.elmanzalawy(at)kit.edu
ForschungsgruppeNanoconfined Electrochemical Interfaces
Dr. Simon FleischmannPrincipal Investigator (PI)Tel: +49 (0731) 50 34213Mail: simon.fleischmann(at)kit.edu
ForschungsgruppeNanoconfined Electrochemical Interfaces
Jameela KarolMSc StudentTel: +49 (0731) 50 34324Mail: jameela.karol(at)uni-ulm.de
ForschungsgruppeNanoconfined Electrochemical Interfaces
Dr. Yuyoung ShinScientistTel: +49 (0731) 50 34323Mail: yuyoung.shin(at)kit.edu
ForschungsgruppeNanoconfined Electrochemical Interfaces
Forschung

(information will be uploaded shortly)

Equipment

Equipment in the Group:

  • 200 kV transmission electron microscope (Talos F200i) with STEM, symmetric dual EDS detectors, EELS, single tilt cryo-holder with cryo-transfer and double tilt cryo-holder with vacuum-transfer
  • Biologic potentiostats VMP300, VMP3, VMP3e, SP300 with more than 40 measurement channels for electrochemical experiments including impedance spectroscopy
  • Argon-filled glovebox (MBraun)
  • Electrochemical quartz crystal microbalance with temperature control (AWSensors X1 QCMD with TCU)
  • Electrochemical dilatometer EL-CELL ECD-4-nano

Selected equipment accessible at HIU:

  • Laboratory X-ray absorption fine structure (XAFS) and X-ray emission (XES) spectrometer, easyXAFS300+, easyXAFS
  • Comprehensive setup for slurry mixing and electrode coating
  • Thermogravimetric analysis (Netzsch) with mass spectroscopy
  • X-ray diffractometer (D8 Advance, Bruker) with several in situ cells
  • Crossbeam 340 field-emission electron microscope with focus ion beam, Zeiss
  • Several tube and box furnaces with inert / air atmospheres
  • Raman spectrometer inVia, Renishaw
  • LAMBDA 465 UV/Vis Spectrophotometer, PerkinElmer
  • Axio Zoom.V16 optical microscope, Zeiss
Zusammenarbeit

(information will be uploaded shortly)

Publikationen
Zeitschriftenaufsatz
Fleischmann Simon, Zhang Yuan, Wang Xuepeng, Cummings Peter T., Wu Jianzhong, Simon Patrice, Gogotsi Yury, Presser Volker, Augustyn Veronica
Mehr erfahren
Zeitschriftenaufsatz
Schiele A., Breitung B., Mazilkin A., Schweidler S., Janek J., Gumbel S., Fleischmann S., Burakowska-Meise E., Sommer H., Brezesinski T.
Mehr erfahren
Poster
Fleischmann S., Bekaert E., Emmel U., Wietelmann U., Wohlfahrt-Mehrens M.
Mehr erfahren

Fakten zur Gruppe