Zellchemie von Batteriesystemen

Der Bedarf an stationären Energiespeichertechnologien wird in Zukunft weiter steigen. Dies kann nicht allein durch etablierte Speichersysteme gedeckt werden, weswegen zusätzlich alternative Technologien weiterentwickelt werden müssen. Aluminium Ionen Batterien (AIB) stellen aufgrund der großen Verfügbarkeit des Aluminiums, hoher Lade- und Entladeströme und vielversprechenden Recyclingsmöglichkeiten, eine kostengünstige und nachhaltige Alternative zu den derzeit gebräuchlichen Lithiumionenbatterien dar. Als Elektrolyte kommen dabei ionische Flüssigkeiten (IL, engl. Ionic Liquids) bzw. Deep Eutectic Solvents (DES) zum Einsatz. Alle Arbeiten müssen, aufgrund der Hydrolyseempfindlichkeit der Elektrolyte, in einer N₂-Glovebox unter Luft- und Feuchtigkeitsausschluss stattfinden. Zur Ermittlung der idealen Zusammensetzung des Elektrolyten in Bezug auf die Leistungsfähigkeit der Batterie sind die Bestimmung der vorhandenen Aluminiumspeziationen mittels spektroskopischer Methoden (u.a. Raman- und NMR-Spektroskopie) aber auch die Untersuchung des elektrochemischen Verhaltens, u.a. zur Ermittlung des Elektrodenpotentials und der auftretenden Diffusionsvorgänge als Funktion der Elektrolytzusammensetzung, notwendig. 

Ausgewählte Publikationen:

• Energiespeicher: Aluminium statt Lithium
  U. Wunderwald, P. von Czarnecki, M. Eckert, C. Mukundan, G. Frisch, J.-F. Drillet, F. Fuhrmann und F. Jach
  Nachrichten aus der Chemie 71, 38-41 (2023) read online
• A low‐cost Al‐graphite battery with urea and acetamide‐based electrolytes 
  F. Jach, M. Wassner, M. Bamberg, E. Brendler, G. Frisch, U. Wunderwald, J. Friedrich
  ChemElectroChem 8(11), 1988-1992 (2021) read online (open access)