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In-situ-Untersuchungen an energierelevanten Materialien

Feste Funktionsmaterialien spielen in vielen Bereichen unserer modernen Gesellschaft eine zentrale Rolle. Sie sind in elektrischen Bauteilen enthalten, kommen als Leuchtstoffe zum Einsatz oder dienen zur Energiespeicherung und -umwandlung. In einem Mobiltelefon (Smartphone) sind beispielsweise über 30 verschiedene feste Werkstoffe enthalten, die dessen Funktionsfähigkeit gewährleisten.

  • Ziel dieses Projektes ist die Erforschung von Reaktionswegen bei Synthese und Betrieb fester Funktionsmaterialien zur Energiespeicherung und Energieumwandlung und ihre Nutzung zur Verbesserung technisch relevanter Prozesse.

Die in drei Doktorarbeiten untersuchten Materialien aus den Bereichen Photovoltaik, Thermoelektrik, Leuchtstoffe und Gasspeicherung spielen für die Energiewende in Deutschland eine große Rolle.

Hierbei geht es um

  • die Entwicklung neuer energierelevanter Funktionsmaterialien
  • die Erklärung von Alterungs- und Ermüdungserscheinungen zur Erhöhung der Lebensdauer
  • die Verbesserung bzw. Kostenreduktion technischer Verfahren zur Herstellung von Funktionsmaterialien

Hierzu werden In-situ-Techniken genutzt, bei denen Materialien unter Nicht-Umgebungsbedingungen (Druck, Temperatur, Gasatmosphäre) mit Beugungs- oder spektroskopischen Methoden untersucht werden, was auch realitätsnahe Einsatzbedingungen von Bauelementen (Operando-Untersuchungen) einschließt. Die Kombination von Röntgenbeugung und Raman-Spektroskopie in simultanen Untersuchungen, welche im Rahmen des Projektes zu entwickeln ist, wird völlig neue Einblicke in die Kristallstruktur und die atomare bzw. molekulare Dynamik der energierelevanten Feststoffe erlauben. Die Untersuchungen werden in drei Teilprojekten in den Arbeitsgruppen der Profs. Harald Krautscheid, Oliver Oeckler und Holger Kohlmann an der Universität Leipzig durchgeführt.

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