Gitterdynamiken in ionischen Leitern

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Zeier
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386845162

In vielen Anwendungen, wie Batterien, Brennstoffzellen und Sensoren, sind feste Ionenleiter mit hohen Leitfähigkeiten nicht wegzudenken. Aus diesem Grund ist ein besseres grundlegendes Verständnis von ionischem Transport im Festkörper wichtig um diese Gebiete positiv zu beeinflussen und nachhaltig die zukunftsträchtigen Energietechnologien zu verbessern.Klassische Ansätze um feste Ionenleiter zu beeinflussen beinhalten typischerweise die Erweiterung von kristallographischen Diffusionswegen in einem statischen Gitter, oder die Optimierung der Anzahl beweglicher Ionen. Mittels chemischer Intuition konnten bessere Ionenleiter mit polarisierbareren und weicheren Anionen Gittern identifiziert werden. Dieser Einfluss der Anionen weist auf einen großen Beitrag eines dynamischen Gitters zum Transport hin.Die Hypothese dieses Antrages basiert auf den Wechselwirkungen eines sich bewegenden Ions mit dem Gitter; das bedeutet, dass Änderungen der Gitterdynamik sich direkt auf die Ionenbewegung auswirken. Die Effekte eines polarisierbaren Gitters, der Härte des Gitters und der Anharmonizität von Gitterschwingungen wird untersucht werden und anschließend mit Änderungen der Ionenleitung korreliert. Dieses Forschungsvorhaben strebt ein grundlegendes Verständnis von Ionenbewegung im Festkörper an und wird dabei das Wissen und die Werkzeuge aus dem Bereich der Thermoelektrik mit dem Gebiet der Ionenleiter vereinen.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Internationaler Bezug: Belgien
• Großgeräte: Impedanzmessbrücke
• Gerätegruppe: 2720 Impedanz- und Dämpfungsmeßgeräte, Frequenzgangmeßgeräte, Netzwerkanalysatoren
• Kooperationspartner: Professor Dr. Geoffroy Hautier; Professor Dr. Jürgen Janek