Negative Elektroden auf Basis neuartiger Magnesiumlegierungen mit hoher Glasbildungsfähigkeit

• Applicant: Dr. Annett Gebert
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2003 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5412054

Bei der weltweiten Suche nach neuen effektiven Wasserstoffspeichermedien hat sich gezeigt, daß Metallhydride auf Magnesiumbasis zu den vielversprechendsten Materialien gehören. In ersten Arbeiten wurde gezeigt, daß amorphe und nanokristalline Mg-Ni-Legierungen auf elektrochemischem Wege große Mengen Wasserstoff absorbieren können. Dies macht sie sehr interessant u.a. hinsichtlich ihres Einsatzes als neue Metallhydridelektroden in wiederaufladbaren Ni-MH-Batterien (MH- Metallhydrid). Im Vergleich zu den derzeit sehr zahlreichen Forschungsaktivitäten zur Gasphasensorption stehen diesbezügliche Untersuchungen jedoch erst am Anfang. Die Zielstellungen dieses Vorhabens sind die grundlegende Charakterisierung und Beschreibung des Elektrodenverhaltens mehrkomponentiger Magnesiumbasislegierungen mit hoher Glasbildungsfähigkeit und die Entwicklung von Konzepten für neue Metallhydrid-(MH)-elektroden für NI-MH- Batteriesysteme auf Basis dieser Legierungen. Dies beinhaltet die Herstellung von Mg-Ni-Y- Legierungen mit amorpher/nanokristalline Mikrostruktur durch Nichtgleichgewichtsprozesse und gezielte Wärmebehandlung sowie die physikalische Materialcharakterisierung. Die Legierungen werden grundlegend elektrochemisch untersucht mit dem Ziel, die Teilprozesse der Wasserstoffreduktion und -absorption sowie der anodischen Deckschichtbildung und -stabilisierung im stark alkalischen Elektrolyten mechanistisch und kinetisch zu beschreiben. Die Wirkung verschiedener Wasserstoffkonzentrationen auf die Phasenstabilität wird untersucht. Es werden negative Elektroden auf Legierungspulverbasis hergestellt und hinsichtlich ihrer Elektrodenleistung unter batteriebetriebsähnlichen Bedingungen charakterisiert. Der Einfluß materialseitiger Einflußfaktoren (Legierungszusammensetzung und -mikrostruktur,Partikelgrößen und -verteilung, Legierungszusätze, Partikeloberflächenvorbehandlung) wird untersucht. Im Ergebnis sollen optimale Material- und Herstellungsparameter für neue Hydridelektroden mit maximaler Elektrodenleistung definiert werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Ludwig Schultz