Promotionsstipendium: Yann Schmitt

3D Elektronenbeugung: Ein neuartiger Zugang zu Feinheiten der Struktur von Lithium-Ionenleitern am Modellsystem LATP

Trotz stetiger BemĂŒhungen in Forschung und Entwicklung, gesellschaftspolitischem Druck und steigendem Umweltbewusstsein verzeichnet das Kraftfahrtbundesamt aktuell nur einen Anteil von 0.12 % Elektrofahrzeugen unter den deutschen PKWs. Mit dem Bestreben nach KlimaneutralitĂ€t und grĂŒner E-MobilitĂ€t scheinen stets die gleichen Herausforderungen zu kollidieren: Zu niedrige Energiedichten der eingesetzten Lithium-Batterien, eine ungenĂŒgende Ladeinfrastruktur sowie Sicherheitsrisiken durch brennbare FlĂŒssigelektrolyte. Eine ökologisch fortschrittlichere Lösung prĂ€sentiert sich in Form von all-solid state-Batterien, welche das organische Lösungsmittel durch einen leitfĂ€higen Festkörperelektrolyten ersetzt haben. Ein solcher Festkörperelektrolyt ist das LATP (Lithiumaluminiumtitanphosphat).

Sind die Diffusionsmechanismen in Lösung seit Stokes und Einstein weitestgehend verstanden, bleibt der Stofftransport in kondensierter Materie nur mittels mĂŒhseliger Methodenkombination zugĂ€nglich. Mit 3D Electron Diffraction (3D ED) prĂ€sentiert sich jĂŒngst eine Technik, welche erstmalig auch die Untersuchung kleinster Partikel im Submikrometerbereich ermöglicht, wie sie bislang noch nicht an Festkörperelektrolyten durchgefĂŒhrt wurde. So soll mit Hilfe der Elektronenbeugung am Modellsystem LATP ein neuartiger methodischer Zugang zur Gewinnung struktureller Feinheiten der atomaren Struktur geschaffen werden. Über schwachbesetzte Zwischengitterlagen des Lithiums sollen DiffusionskanĂ€le visualisiert und darĂŒber hinaus quantifiziert werden können. Auch sollen erstmals Störungen der idealen Kristallstruktur, welche entscheidenden Einfluss auf LeitfĂ€higkeit und ZyklenstabilitĂ€t des Materials haben, qualitativ und quantitativ erfasst werden.

AZ: 20023/034

Zeitraum

01.01.2024 - 31.12.2026

Institut

Gottfried Wilhelm Leibniz UniversitÀt Hannover
Institut fĂŒr Anorganische Chemie

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Betreuer

Prof. Dr. Sebastian Polarz