2017-09-01  –  2021-02-28

475.500,00 EUR

Universität Stuttgart - Fakultät 3 Chemie - Institut für Polymerchemie - Lehrstuhl für Makromolekulare Stoffe und Faserchemie, Stuttgart, Baden-Württemberg

03ETE003E

Elektromobilität - Lithium-basierte Batterien [EA2611]

01169972/1  –  FiMaLiS

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)

Energie

Im Projekt sollen Schwefel/Polyacrylnitril (SPAN)-Komposite untersucht werden. Der SPAN-Komposit soll als monolithischer-, Faser- sowie als Monolith/Faser-Hybrid-Komposit ausgestaltet sein und charakterisiert werden. Die erhaltenen Ergebnisse sollen mit der chemischen Struktur und Morphologie korreliert und für weitere Optimierungen herangezogen werden. Neben der Polymersynthese für das Monolith-Design und die Monolith-Synthese (Anpassung der Porosität), müssen dazu faserbasierte Hybrid-PAN-Materialien, die Infiltration der PAN-basierten Hybridmaterialien mit Schwefel, die Umwandlung in SPAN, die Charakterisierung der SPAN-Materialien, adressiert werden. Analysen werden Rasterelektronen-mikroskopie, XRD-Analysen, Analysen zur Ausrichtung und Porosität, thermische Analyseverfahren sowie XPS-Verfahren beinhalten. Neuartige Copolymere auf PAN-Basis sowie PAN-basierte Polymermischungen werden entwickelt um Fasern mit unterschiedlichem Dehnungsverhältnis und Titer für monolithische faserbasierte Hybrid-SPAN-Materialien zu erhalten. lonische Flüssigkeiten (ILs) sollen für den Einsatz als Elektrolyte in Li-S-Batterien entwickelt und hergestellt werden. Schließlich sollen elektrochemische Lade- und Entladetests, die mit realen Bedingungen vergleichbar sind, im Hinblick auf die Anwendung im Bereich Elektromobilität durchgeführt werden. Vier Doktoranden werden für die gesamte Polymersynthese, für das Monolith-Design und die Monolith-Synthese, für die Synthese der faserbasierten Hybrid-PAN-Materialien, die Infiltration der PAN-basierten Hybridmaterialien mit Schwefel, deren Umwandlung in SPAN, für die Optimierung des Schwefel-Gehalts, die Charakterisierung der SPAN-Materialien, den Bau der elektrochemischen (Halb-) Zellen bzw. der Batterien sowie für die gesamten elektrochemische Prüfungen, welche Langzeitmessungen bis zu 1500 Zyklen, die Entwicklung maßgeschneiderter Messprotokolle sowie Messungen des Innenwiderstandes umfassen, zuständig sein.