Neue Erkenntnisse zur Lithium-Sauerstoff-Batterie
Überspannung und ihre Ursachen
Lithium-Sauerstoff-Batterien werden oft als wiederaufladbare Energiespeicher der Zukunft angesehen. Derzeit gibt es jedoch eine Reihe von Faktoren, die eine breite Anwendung verhindern. Eine wesentliche Einschränkung sind hohe Überspannungen während des Ladevorgangs. Dies bedeutet, dass die zum Aufladen der Batterien benötigte Spannung erheblich ansteigt, was einen geringen Wirkungsgrad zur Folge hat. In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift "Chem" erschienen ist, haben Prof. Dr. Francesco Ciucci von der Universität Bayreuth und Forschungspartner in China erstmals die Ursachen für diese Überspannungen identifiziert und erklärt.
Wenn es während des Ladevorgangs zu hohen Überspannungen kommt, steigt die zum Aufladen der Batterien benötigte Spannung erheblich an.
Midjourney / Francesco Ciucci
Die Forschungsergebnisse können dazu beitragen, die Entwicklung von effektiveren und effizienteren Lithium-Sauerstoff-Batterien und anderen wiederaufladbaren Batterien zu beschleunigen. Denn die Faktoren, die ursächlich an den Überspannungen beteiligt sind, lassen sich jetzt klar voneinander abgrenzen. Dazu gehören insbesondere die Langzeitkinetik der Oxidation von Lithiumperoxid (Li₂O₂) und die Oberflächenpassivierung durch Lithiumcarbonat (Li₂CO₃). Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eine Untersuchungsmethode, die es ermöglicht, diese Prozesse während der Batterieladung getrennt zu überwachen.
"In unserer Studie haben wir die elektrochemische Impedanzspektroskopie, welche die Verteilung der Kapazitätszeiten und die Verteilung der Entspannungszeiten nutzt, mit der differenziellen elektrochemischen Massenspektrometrie in situ kombiniert. Dies ermöglichte uns eine zeitlich aufgelöste Untersuchung des Lademechanismus in einem etablierten Modellkatalysator, der in der Forschung beispielhaft als Elektrode in Lithium-Sauerstoff-Batterien eingesetzt wird", sagt Prof. Dr. Francesco Ciucci, Professor für Elektrodendesign elektrochemischer Energiespeicher und Mitglied des Bayerischen Zentrums für Batterietechnik (BayBatt). Die in "Chem" veröffentlichte Forschungsarbeit demonstriert die Effizienz dieses Forschungsansatzes. Gleichzeitig betonen die Autoren aber, dass weitere experimentelle Untersuchungen notwendig sind, um den Mechanismus weiter aufzuklären.
Originalveröffentlichung
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für die chemische Industrie, Analytik, Labor und Prozess bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten
Themenwelt Batterietechnik
Die Themenwelt Batterietechnik bündelt relevantes Wissen in einzigartiger Weise. Hier finden Sie alles über Anbieter und deren Produkte, Webinare, Whitepaper, Kataloge und Broschüren.
Themenwelt Batterietechnik
Die Themenwelt Batterietechnik bündelt relevantes Wissen in einzigartiger Weise. Hier finden Sie alles über Anbieter und deren Produkte, Webinare, Whitepaper, Kataloge und Broschüren.
Themenwelt Massenspektrometrie
Die Massenspektrometrie ermöglicht es uns, Moleküle aufzuspüren, zu identifizieren und ihre Struktur zu enthüllen. Ob in der Chemie, Biochemie oder Forensik – Massenspektrometrie eröffnet uns ungeahnte Einblicke in die Zusammensetzung unserer Welt. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Massenspektrometrie!
Themenwelt Massenspektrometrie
Die Massenspektrometrie ermöglicht es uns, Moleküle aufzuspüren, zu identifizieren und ihre Struktur zu enthüllen. Ob in der Chemie, Biochemie oder Forensik – Massenspektrometrie eröffnet uns ungeahnte Einblicke in die Zusammensetzung unserer Welt. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Massenspektrometrie!
Themenwelt Spektroskopie
Durch die Untersuchung mit Spektroskopie ermöglicht uns einzigartige Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur von Materialien. Von der UV-Vis-Spektroskopie über die Infrarot- und Raman-Spektroskopie bis hin zur Fluoreszenz- und Atomabsorptionsspektroskopie - die Spektroskopie bietet uns ein breites Spektrum an analytischen Techniken, um Substanzen präzise zu charakterisieren. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Spektroskopie!
Themenwelt Spektroskopie
Durch die Untersuchung mit Spektroskopie ermöglicht uns einzigartige Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur von Materialien. Von der UV-Vis-Spektroskopie über die Infrarot- und Raman-Spektroskopie bis hin zur Fluoreszenz- und Atomabsorptionsspektroskopie - die Spektroskopie bietet uns ein breites Spektrum an analytischen Techniken, um Substanzen präzise zu charakterisieren. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Spektroskopie!
