MOE-Fellowship

Krum Banov

Synthese und Entwicklung von umweltfreundlichen Katalysatoren fĂŒr Lithium-Gas-Batterien

Die Zunahme der CO2-Emissionen von Kohlendioxid hĂ€ngt mit der Zunahme des Verbrauchs fossiler Brennstoffe in den letzten Jahrzehnten zusammen . Eine der besten Strategien zur Emissionsreduzierung ist die Verwendung neuer Speicher- und Umwandlungssysteme fĂŒr saubere und erneuerbare Energien. Die Metallluftsysteme sind eine der möglichen Lösungen, insbesondere Li-CO2. In den letzten Jahren hat das elektrochemische Li-CO2-System mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen, weil der umweltfreundlichen CO2-Nutzung und seiner höheren theoretischen Energie 1876 Wh/kg hat. Die erste EinfĂŒhrung des Li-CO2-Systems erfolgte in  2013 als PrimĂ€rbatterie durch Archer und Mitarbeiter. In ihrer entworfenen PrimĂ€rbatterie wurde CO2 durch verschiedene Temperaturen zyklisiert. Die erste wiederaufladbare Batterie wurde 2014 von Li et al. vorgestellt, die flĂŒssigen Elektrolyten  auf TEGDME-Basisbenutzt, erreichte  7 Zyklen. Das Hauptziel in den nĂ€chsten Jahren von allen Forschungsgruppen wĂŒrde die Verbesserung der elektrochemischen Leistung der Wiederaufladbarkeit Li-CO2-Batterie durch Verbesserung und Entwicklung eines wirksamen Katalysators.

In dieser Arbeit berichten wir Â ĂŒber die katalytischen und elektrochemischen Eigenschaften von Eisenoxiden auf Kohlenstoffpartikeln und ihre Mischungen als Katalysator fĂŒr wiederaufladbare Li-CO2-Batterien. Die Eisenpartikel sollen  bei der effizienten Zersetzung des Li2CO3 helfen. Die Kohlenstoffpartikel, die wĂ€hrend der Pyrolyseprozesse gebildet werden, wirken als Verbesserung der elektrischen LeitfĂ€higkeit, die zur FunktionalitĂ€t des Katalysators beitrĂ€gt. Die poröse Struktur verbessert die Benetzung des Katalysators mit dem Elektrolyten und schafft die 3-Punkt-Grenze mit vielen aktiven Zentren  . Infolgedessen weisen die Li-CO2-Batterien mit Eisenoxide als Katalysator ein geringes LadungsĂŒberpotential, eine ausgezeichnete Coulomb-Effizienz und eine ĂŒberlegene Zyklusleistung auf.


Übersicht

Förderzeitraum

18.08.2019 - 17.08.2020

Institut

WestfĂ€lische Wilhelms-UniversitĂ€t MĂŒnster WWU MEET Batterieforschungszentrum

Betreuer

Dr. Peter Bieker

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