Ionenleiter unter Druck

• Antragsteller: Dr. Stefan Schwarzmüller
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Computergestütztes Werkstoffdesign und Simulation von Werkstoffverhalten von atomistischer bis mikroskopischer Skala ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495324019

Ionenleitende Materialien werden in vielfältigen Anwendungsgebieten wie Batterien, Sensoren und Bioionik eingesetzt. Sie sind der Schlüssel zur Energiespeicherung und -umwandlung und tragen maßgeblich dazu bei, einen „Green Deal“ für Deutschland und Europa zu ermöglichen. Trotz ihrer Bedeutung werden die heutigen ionenleitenden Materialien von schlechter Langzeitstabilität oder verminderter Ionenleitung aufgrund von Realstruktureffekten beeinträchtigt.Im Rahmen dieses Projekts werden mittels Hochdrucksynthese neue ionenleitende Materialien entwickelt und bereits bestehende optimiert. Basierend auf aktuellen Mängeln sowie nicht ausgeschöpften Potenzialen wurden vier Forschungsziele identifiziert: 1) Optimierung der Ionenleitfähigkeit durch Beeinflussung der Kanal- oder Schichtbreite. 2) Verbesserung der Realstruktur. 3) Nutzung theoretischer Berechnungen und Simulationen. 4) Herstellung neuer Verbindungen durch gezielte und explorative Hochdrucksynthese. Diese vier Forschungsziele werden auf eine breite Palette von Materialien angewendet, hauptsächlich Chalkogenide (wie zB. Li11Si2PS12 und Substitutionsvarianten) oder Oxide und Phosphate (wie z.B. LiTi2(PO4)3).Diese vier Forschungsziele werden von vier Hauptforschungsmethoden begleitet: 1) Hochdrucksynthese mit einer Multianvil-Presse (Walker-Modul). 2) Strukturelle Charakterisierungen mittels Röntgen- und Neutronenbeugung. 3) Physikalische Charakterisierung mittels Impedanzspektroskopie und Festkörper-NMR. 4) In-situ-Untersuchungen.Schließlich werden nicht nur neue und verbesserte ionenleitende Materialien erwartet, sondern auch eine Blaupause von Methoden, die auf eine Vielzahl chemischer Zusammensetzungen von Forschern auf der ganzen Welt angewendet werden können.Der Bewerber Dr. Stefan Schwarzmüller wird dieses Walter Benjamin-Stipendium an der Universität Innsbruck in der Gruppe von Prof. Dr. Hubert Huppertz durchführen. Für die Vorhersage und Berechnung von Strukturen wird Dr. Stefan Schwarzmüller mit Dr. Maximilian Amsler von der Cornell University (USA) zusammenarbeiten. Die beantragte Laufzeit für dieses Walter Benjamin-Stipendium beträgt 24 Monate (2 Jahre).

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Österreich
• Gastgeber: Professor Dr. Hubert Huppertz