Lithium-dotierte Rotatorphasen als ionenleitende Elektrolyte

• Antragsteller: Professor Dr. Roland Böhmer
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429918288

Zahlreiche aktuelle Forschungsansätze zielen auf die Entwicklung effizienter Lithium-haltiger Energiespeichermaterialien ab, die zusätzlich zu einer hohen elektrischen Leitfähigkeit eine gute mechanische Stabilität aufweisen müssen. Ionisch dotierte Succinonitril-basierte Festkörperelektrolyte sind in dieser Hinsicht vielversprechend. Als Rotatorphase ist Succinonitril in Mischkristallen mit Glutaronitril durch schnelle molekulare Reorientierungsbewegungen gekennzeichnet. In diesen Systemen wurden die Rotations-Translations-Kopplung sowie Abweichungen davon bisher vorwiegend mit der Impedanzspektroskopie untersucht. Um die molekulare und ionische Dynamik dieser Elektrolyte auf mikroskopischer Ebene aufzuklären, soll in diesem Projekt in erster Linie die magnetische Kernresonanz zum Einsatz kommen: Hier ist die Deuteronen-NMR zur Erforschung der kristallinen Matrix und die Lithium-NMR zum Studium der mobilen Ladungsträger bestens geeignet. Durch Kombination von Spin-Relaxometrie, mehrdimensionaler Spektroskopie und Diffusometrie kann damit das Wechselspiel der molekularen und ionischen Sprungbewegungen aufgeklärt werden. Vordringliches Ziel ist es dabei, neue Einsichten bezüglich des Auftretens von hohen Ionenleitfähigkeiten sowie der Rolle von Lokalfeld-, Korrelations- und Assoziationseffekten in festen Elektrolyten zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen