Team Materialentwicklung

Funktionswerkstoffe und Elektrokeramik - das sind die Stichworte unserer wissenschaftlichen Forschung, ob für Anwendungen bei hohen Temperaturen oder bei Umgebungsbedingungen, ob Ionenleiter oder Elektrokatalysator: mehr als 20 Jahre Erfahrung sind die Basis für weitere Innovationen.

Allgemeiner Umfang
Das Team " Materialentwicklung" beschäftigt sich mit der Herstellung von Pulvern für keramische und Verbundwerkstoffe. Von klassischen und neuartigen Synthesemethoden bis hin zur großtechnischen Produktion werden die Pulver speziell für den Einsatz in elektrochemischen Anwendungen hergestellt. Die Anwendbarkeit der Materialien wird anhand von chemischen und physikalischen Eigenschaften bewertet, die zunächst an generischen Keramikproben untersucht werden. Die interessierenden Werkstoffe werden dann mit konventionellen keramischen Technologien zu realitätsnahen Bauteilen verarbeitet und die Qualität der Werkstoffe für die vorgesehene Anwendung optimiert.

Aktuelle Entwicklungen
Angetrieben von dem Bedarf an besseren und größeren Energiespeichersystemen für die zukünftige Energieversorgung arbeitet das Team an neuen Batteriematerialien. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Festelektrolyten mit dem Ziel, sichere und großtechnische Festkörperbatterien für stationäre Anwendungen und andere elektrochemische Anwendungen zu entwickeln. Die Forschung umfasst kostengünstige und erprobte Synthesemethoden kombiniert mit erfahrener Verarbeitung mit dem Ziel, dichte Keramiken als ionenselektive Membranen herzustellen. Je nach Zielgröße und Anwendung kann die Dicke der Membranen von 10 μm bis 1 mm unter Verwendung verschiedener Fertigungstechnologien variiert werden. Die derzeit untersuchten Materialien sind Lithium- und Natrium-Ionenleiter vom Typ NaSICON. Unter Nutzung unserer Erfahrung in der Elektrokeramik arbeitet das Team auch an Elektrodenmaterialien, insbesondere an Kathoden für Festkörperbatterien und an der Wechselwirkung zwischen Festelektrolyten und Kathodenmaterialien.

Forschungsschwerpunkt

• Batterien: Nasicon-Materialien und Granate als Festkörperelektrolyte, Olivine als Kathoden
• Methoden: Keramische Pulverherstellung, Röntgenbeugung, Thermoanalyse (DTA/TG), Dilatometrie, Leitfähigkeitsmessungen, Impedanzspektroskopie, Zyklovoltammetrie