Koordinationsfonds

• Antragsteller: Professor Dr. Karl-Michael Weitzel
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428906592

Die Potentialenergie-Landschaft mobiler Ionen in Festkörper-Materialien ist eng verknüpft mit der Struktur auf der atomaren Skala. Diese Wechselbeziehung und die sich daraus ergebenden Eigenschaften, z.B. die Ionenmobilität, haben höchst aktuelle Bedeutung mit direkter Anwendungsrelevanz bei der Energiespeicherung und –konversion. Das Verständnis von Struktur, Energielandschaft und Ionentransport ist wesentlich, um verbesserte und neue Funktionalitäten mit wissensbasierter Methodik zu entwickeln.Ziel dieser Forschungsinitiative ist es, mit einer konzertierten Aktion experimenteller und theoretischer Arbeitsgruppen Energieverteilungen von Ionenplätzen in Festkörpern auf Grundlage atomar aufgelöster Strukturen und in Verbindung mit Transporteigenschaften zu quantifizieren. Diese Quantifizierung soll für amorphe Festkörper und Kristalle mit definierten Defekten sowie polykristalline Festkörper bzw. Bi-Kristallen mit Grenzflächen-dominiertem Ladungstransport durchgeführt werden. Der Fokus wird auf zwei Materialklassen gerichtet sein: Alkaliionen-basierte Materialien mit Bezug zur Energiespeicherung und perowskitische Materialien mit Bezug zu Brennstoffzellen.Die geplante Forschungsgruppe enthält State-of-the-art Expertise experimenteller Arbeitsgruppen [Ladungsanlagerungsinduzierter Transport (CAIT), Festkörper-NMR (NMR), Atomsonden-Tomographie (APT) und höchstauflösende Transmissions-Elektronenmikroskopie HR-TEM)], und theoretischer Arbeitsgruppen für die Modellierung kristalliner und amorpher Systeme. Von den Studien erwarten wir die Entwicklung eines vereinheitlichten Bildes der Wechselbeziehung zwischen Energielandschaft, Struktur und Ionentransport in Festkörpermaterialien mit Vorhersagekraft.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5065: Energielandschaften und Struktur in ionenleitenden Feststoffen (ELSICS)