FWF - HELiOx - Gemischtleitende Elektroden für Hochenergie Lithium-O2 Batterien

Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist ein effektiver und zielgerichteter Schritt vorwärts bei Hochenergie Lithium-Luft Batterien mit dem Konzept organischer Gemischtleiter für Ionen und Elektronen. Elektrifizierung des Verkehrs ist essentiell um die Treibhausgas Emissionen zu reduzieren. Existierende Batterietechnologie bietet dafür zu geringe Energiedichte bei zu hohen Kosten. Neue Batteriematerialien, die einen Sprung in Kostensenkung und Energiedichte gegenüber jetziger Lithium-Ionen Batterien erlauben, haben schlechte Leitfähigkeit und/oder hohe Volumenänderungen beim Zykeln gemeinsam. Ionen und Elektronenleiter am Stand der Technik sind diesen Anforderungen nicht gewachsen. Als die optimale Lösung kann ein flexibler Ionen und Elektronen Gemischtleiter angesehen werden, der den Volumenänderungen folgen kann und jederzeit engen Kontakt mit Ionen und Elektronen sicherstellt. Das Projekt greift damit direkt fundamentale Herausforderungen dieser vielversprechenden Batterie an, anstatt schrittweise Verbesserungen von existierenden Lösungsansätzen zu verfolgen. Vorläufige Ergebnisse zeigen, dass das Konzept realisierbar ist und beispiellose Möglichkeiten eröffnet. Es werden Elektroden möglich, die ihre Dicke dem Ladezustand anpassen. Damit kann die Energiedichte maximiert werden, indem Totvolumen und –masse auf ein Minimum reduziert werden. Dazu entwickeln und kombinieren wir fortschrittliche synthetische, elektroanalytische und spektroskopische Methoden, um dieses Konzept zu realisieren. Dieses Projekt hat hohe Chancen einen signifikanten Fortschritt bei Lithium-Luft Hochenergie Batterien zu machen, indem fundamentale Gründe der jetzigen Schwierigkeiten angegriffen werden, anstatt jetzige Ansätze schrittweise verbessern zu versuchen. Damit kann das herausragende Potential der Lithium-Luft Batterie voll ausgeschöpft werden. Die Zeit ist richtig, um diese Forschung jetzt zu starten, da es einen massiven weltweiten Aufschwung von Aktivitäten gibt, Lösungen für dieses Ziel zu finden. In diesem Projekt sollen die wissenschaftlichen Fundamente einer neuen Richtung auf diesem Gebiet gelegt und sein Potential gezeigt werden. Die Erreichung dieses Ziels kann die Tür zu wegweisender elektrochemischer Energiespeicherung eröffnen. Ich habe alle notwendigen Fähigkeiten, um diese neue Linie multidisziplinärer Forschung zu etablieren.