SFB 458:  Ionic-Motion in Materials with Disordered Structures - From Elementary Steps to Macroscopic Transport -

• Subject Area: Chemistry ; Physics
• Term: from 2000 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5484095

In collaborative research centre 458, we address the central questions of a discipline now known as SOLID STATE IONICS. These concern the disordered structures and the detailed ionic transport mechanisms in ion-conducting materials. The latter become increasingly important for high-technology applications such as advanced battery systems, fuel cells and chemical sensors. The dynamics of mobile ions in materials with disordered structures are investigated on a wide range of time and length scales extending from the tracing of elementary steps to the measurement of macroscopic transport. Materials studied include crystals (with structural disorder in at least one sublattice), glasses, and polymers. Work on these materials comprises the synthesis and characterisation of new disordered ion-conducting substances, the experimental study of ionic motion and mass transport by complementary techniques (tracer diffusion, NMR, conductivity spectroscopy and others) and the attempt to understand the complex ion dynamics by the help of numerical simulations and physical models. This comprehensive programme will provide a basis for designing materials with optimised ion-transport properties.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres

Completed projects

• A1 - Synthesis and characterization of crystalline and glassy ionic conducting chalcogenides of main group elements, copper and silver (Project Head Krebs, Bernt )
• A02 - Polymere Ionenleiter auf der Basis chemisch modifizierter Polyphosphazene und Polysiloxane und davon abgeleiteter heterogener Polymersysteme (Project Head Wiemhöfer, Hans-Dieter )
• A03 - Synthese und Struktur-Eigenschaftsbeziehungen intermetallischer Lithium(Natrium)-Übergangsmetall-Stannide und verwandter Verbindungen mit potentieller Ionenleitfähigkeit (Project Head Pöttgen, Rainer )
• A05 - Darstellung, Charakterisierung und Optimierung ionenleitender Chalkogenidhalogenide und Pniktide (Project Head Nilges, Tom )
• A06 - Entwicklung ionenleitender Polyelektrolyt-Multischichten und -Komplexe (Project Head Schönhoff, Monika )
• B1 - Structure, dynamics and phase transitions in crystalline solid electrolytes (Project Heads Kroll, Herbert ;  Putnis, Andrew )
• B02 - Kurzzeitdynamik in kristallinen und polymeren Ionenleitern (Project Head Wilmer, Dirk )
• B03 - Local Strain and Motion in Zeolites (Project Head Koller, Hubert )
• B05 - Mehrdimensionale NMR-Untersuchungen zur Ionen- und Matrixdynamik in Festkörper- und Polymerelektrolyten (Project Head Vogel, Michael )
• B06 - Ionendynamik in Polyelektrolytmultischichten und dreidimensionalen Polyelektrolytkomplexen variabler Zusammensetzung (Project Head Cramer, Cornelia )
• B07 - Strukturelles und dynamisches Umfeld von Kationen in Glas (Project Head Eckert, Hellmut )
• B8 - Tracer diffusion and ionic conductivity in glassy and crystalline ionic conductors (Project Head Mehrer, Helmut )
• B09 - Untersuchung des feldabhängigen Ionentransportes in dünnen Glas-, Glaskeramik- und Polymerproben mit Hilfe nichtlinearer Leitfähigkeitsspektroskopie (Project Head Roling, Bernhard )
• B10 - Dynamik von Netzwerkbildnern und -wandlern in Sol-Gel Gläsern: Leitfähigkeitsmessungen und Tracerdiffusionsuntersuchungen (Project Head Bracht, Hartmut )
• B11 - Segment- und Ionendynamik in Polymeren Elektrolyten (Project Heads Funke, Klaus ;  Richter, Dieter ;  Zorn, Reiner )
• B12 - Mechanismen des Ionentransports in amorphen Polymerelektrolyten mit dispergierten Nano-Partikeln oder gemischten Kationen/Anionen (Project Head Stolwijk, Nicolaas A. )
• B14 - Untersuchungen zum strukturellen Umfeld der Kationen in Polymerelektrolyten (Project Head van Wüllen, Leo )
• B15 - Gepulste Feldgradienten- NMR und Spinrelaxationsstudien der Ionenmobilität in polymeren Elektrolyten (Project Heads Eckert, Hellmut ;  Schönhoff, Monika ;  Wiemhöfer, Hans-Dieter )
• B16 - Ionentransport und Grenzflächenreaktion in amorphen Dünnschichten (Project Head Schmitz, Guido )
• B17 - Untersuchung des Ionentransportes in nanostrukturierten Materialien und dünnen Filmen mittels zeitabhängiger elektrostatischer Rasterkraftspektroskopie (Project Heads Bracht, Hartmut ;  Roling, Bernhard ;  Schirmeisen, André )
• C01 - Von der lokalen Relaxation zum langreichweitigen Transport: eine Computerstudie an anorganischen und polymeren Ionenleitern (Project Head Heuer, Andreas )
• C02 - Das "MIGRATION concept" zur Beschreibung der Ionenbewegung in Materialien mit ungeordneten Strukturen (Project Head Funke, Klaus )
• C05 - Mikroskopisches Verständnis der nichtlinearen Leitfähigkeit in ungeordneten Ionenleitern (Project Heads Friedrich, Rudolf ;  Heuer, Andreas )
• Z01 - Großgeräte zur gemeinschaftlichen Nutzung (Project Head Funke, Klaus )
• Z02 - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Project Head Funke, Klaus )

• Applicant Institution: Universität Münster
• Spokesperson: Professor Dr. Klaus Funke