Untersuchung induktiver Effekte in schnellen Ionenleitern

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Zeier
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498761047

Schnelle Ionenleiter sind Materialien die eine hohe Ionenleitfähigkeit aufweisen und dadurch als Kandidaten gehandelt werden die flüssigen Elektrolyte in Batterien zu verdrängen. Typische Untersuchungen von festen Ionenleitern beschränken sich auf den Einfluss von Substitution auf die Struktur der Materialien um damit die Breite von Diffusionspfaden oder die Anzahl an Ladungsträgern zu erhöhen.Neben diesen strukturellen Einflüssen ist jedoch nicht viel darüber bekannt in wie weit Änderungen der Bindungsinteraktionen den Ionentransport beeinflussen. Dennoch wird in letzter Zeit oftmals die intuitive Idee eines induktiven Effekts in Ionenleitern zu Erklärungen herangezogen. Diese intuitive Hypothese basiert auf der Idee, dass unterschiedliche Elektronegativitäten von Zentralatomen die durchschnittliche Ladungsdichte polyanionischer Gruppen beeinflusst und damit auch die elektrostatische Wechselwirkung zwischen Anionenteilgitter und sich bewegendem Ion.Diese Hypothese wurde nun experimentell für ein Material bestätigt und der Antrag basiert darauf diesen Einfluss tiefergehend zu untersuchen, um herauszufinden ob die Idee eines induktiven Effekts in festen Ionenleiter auch in anderen Materialklassen anzutreffen ist. Oder ob der Einfluss überschätzt wird und lediglich bisher dazu dient unerwartete Einflüsse irgendwie zu erklären. Die vorgeschlagenen Arbeiten haben somit zum Ziel ein besseres Verständnis zu erlangen, wie Bindungsinteraktionen die elektrostatischen Wechselwirkungen von mobilen Ionen und somit von Ionentransport beeinflussen. Abschließend sollen die Arbeiten evaluieren, ob induktive Effekte nachhaltigen Mehrwert für das Design von ionenleitenden Materialien liefern können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen