Novel NASICON-type sodium solid electrolytes for nextgeneration sodium ion batteries

Elektrochemische Energiespeicher sind für eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende unverzichtbar. Insbesondere Festkörperbatterien werden als vielversprechende Lösung angesehen, um Beschränkungen herkömmlicher Batterietechnologien zu überwinden. Natrium-Ionen-Festkörperbatterien finden hier aufgrund geringer Materialkosten und der sehr guten Verfügbarkeit von Natrium große Beachtung. Na-Festelektrolyte bieten die Möglichkeit, die Energiedichten durch Verwendung von metallischen Na-Anoden signifikant zu erhöhen. Eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung entsprechender Hochleistungsbatterien ist eine ausreichend hohe Ionenleitfähigkeit des Festelektrolyten. Das vorgeschlagene Projekt adressiert Elektrolyte vom NASICON-Typ (Na-Superionenleiter). Die effiziente Suche nach neuen, multinären Zusammensetzungen von Festelektrolyten mit geeigneter Kristallstruktur soll über die kombinatorische Herstellung von Schicht-Materialbibliotheken und deren Hochdurchsatz- Charakterisierung erfolgen. Ziele sind die Identifizierung einer optimalen chemischen Zusammensetzung und eine optimierte Materialmorphologie, die die Entwicklung weiterer Verarbeitungstechnologien ermöglicht. Insbesondere Nanostrukturierungskonzepte sind hier vielversprechend. Nanostrukturen bieten kurze Ladungsdiffusionswege, erhöhen die Lade- und Entladeraten, ermöglichen niedrigere Verarbeitungstemperaturen und haben eine größere Flexibilität bei der Komponentenkonstruktion als Materialien im Mikrometermaßstab.

Antragsteller

Universität Duisburg-Essen: Dr. Hartmut Wiggers
Fakultät für Ingenieurwissenschaften

Förderlinie: Projektförderung
Fördermittel: 397.638,32 Euro
Laufzeit: 01.04.2020 – 31.03.2022

Ansprechpartner

Dr. Hartmut Wiggers
Universität Duisburg-Essen
Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Institut für Verbrennung und Gasdynamik (IVG)
Carl-Benz-Str. 199
47057 Duisburg

E-Mail: hartmut.wiggers@uni-due.de