Das Projekt "KAROFEST - Kationen - Anionen RedOx Aktivmaterialien für Feststoffbatterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Gegenstand des Verbundvorhabens KAROFEST ist die Entwicklung von sulfidischen Kathodenmaterialien für Lithium-Feststoffbatterien mit hoher Kapazität. Gegenüber oxididischen Kathodenmaterialien weisen diese eine reversiblere Redoxchemie der Schwefelgitteranionen auf. Redoxprozesse der Kationen und Anionen tragen daher zur Ladungsspeicherung bei ('Doppelredox'). Die Kathodenaktivmaterialien (CAMs) mit 'Kationen- und Anionenredox' werden als KAR-CAM bezeichnet. Im Zentrum des Teilvorhabens der HU Berlin stehen dabei Arbeiten zu Kupfersulfiden. Ein besonderer Vorteil von Kupfersulfiden (CuSx) ist ihre hohe Ionen- und Elektronenleitfähigkeit, was zu einer verbesserten Kinetik beiträgt und vermutlich den Einsatz weiterer Leitadditive überflüssig macht.
Das Projekt "Kationen - Anionen RedOx Aktivmaterialien für Feststoffbatterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Gegenstand des Verbundvorhabens KAROFEST ist die Entwicklung von sulfidischen Kathodenmaterialien für Lithium-Feststoffbatterien mit hoher Kapazität. Gegenüber oxididischen Kathodenmaterialien weisen diese eine reversiblere Redoxchemie der Schwefelgitteranionen auf. Redoxprozesse der Kationen und Anionen tragen daher zur Ladungsspeicherung bei ('Doppelredox'). Die Kathodenaktivmaterialien (CAMs) mit 'Kationen- und Anionenredox' werden als KAR-CAM bezeichnet. Im Zentrum des Teilvorhabens der HU Berlin stehen dabei Arbeiten zu Kupfersulfiden. Ein besonderer Vorteil von Kupfersulfiden (CuSx) ist ihre hohe Ionen- und Elektronenleitfähigkeit, was zu einer verbesserten Kinetik beiträgt und vermutlich den Einsatz weiterer Leitadditive überflüssig macht.
Das Projekt "FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in automobilen Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Technische Chemie und Umweltchemie durchgeführt. 1. Vorhabenziel Das Teilvorhaben der AG Adelhelm (FSU Jena) beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von Kathodenmaterialien für Festkörperbatterien basierend auf Kupfersulfiden als Aktivmaterial. Kombiniert mit einer Lithiumanode weisen Vollzellen mit 552 Wh/kg (Cu2S) bzw. 960 Wh/kg (CuS) sehr hohe theoretische Energiedichten auf. Kupfersulfide weisen sehr hohe intrinsische Leitfähigkeiten auf, was sie besonders hinsichtlich ihres Einsatzes in Feststoffbatterien als Forschungsobjekt interessant macht. 2. Arbeitsplan Kernpunkte des Arbeitsplans sind (1) die Herstellung von kupfersulfidbasierten Kathoden mit optimierter elektrochemischer Aktivität, (2) die strukturelle und elektrochemische Untersuchungen der Kathodenreaktion zur Aufklärung des Speichermechanismus und zur Identifizierung von Alterungseffekten, (3) die Präparation von Festkörperbatterien mit geeignetem Festelektrolyt und Lithium oder Lithiumlegierung als Anode und deren elektrochemische Charakterisierung.
Das Projekt "Synthese von nicht-toxischen Cu2ZnSnS4 Nanopartikeln (CZTS NP) für die Anwendung in optoelektronischen Bauelementen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik (LFG) durchgeführt. Das Ziel dieses Forschungvorhabens ist die Entwicklung einer Synthesemethode zur Herstellung von Cu2ZnSnS4 Nanopartikeln (kurz CZTS NPs) und das Verständnis ihres Bildungsmechanismus. Die Synthesemethoden reichen hierbei von der klassischen Heißinjektion über Solvothermal-Synthese bis hin zu Mikrowellen unterstützten Reaktionen. Die synthetisierten Partikeln werden hinsichtlich ihrer Kristallinität (XRD; Raman) und ihrer optischen Eigenschaften (UV-Vis, Photolumineszenz) charakterisiert. Ziel ist es dabei die gebildete kristalline Phase und die Gegenwart von Sekundärphasen wie Kupfer-, Zink- und Zinn-Sulfide oder Kupfer-Zink-Sulfide zu ermittelten. Die charakterisierten Partikeln werden abschließend als dünne Schichten abgeschieden, unter kontrollierten Bedingungen ausgeglüht und in Funktionsbauteilen, wie Dünnschichtsolarzellen, getestet. Hierbei erfolgt eine enge Zusammenarbeit mit Projektpartnern.
Das Projekt "Synthese und Untersuchung von Precursoren für Absorbermaterialien für Dünnschichtsolarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie, Lehrstuhl für Anorganische Chemie II durchgeführt. Gesamtziel des Verbundprojekts ist die Entwicklung von neuen Absorbermaterialien aus unbegrenzt verfügbaren Rohstoffen, und die Einbettung von Absorbermaterial-Nanopartikeln in Schichtsysteme für Dünnschichtsolarzellen. Der Beitrag des Teilprojektes RUB dazu besteht in der Entwicklung und Bereitstellung von metallorganischen Präkursoren (MOPs) für die Herstellung der nanoskaligen Absorbermaterialien. RUB entwickelt MOPs für die Nanopartikelsynthese, die sich sowohl in der Gasphase prozessieren lassen (Abscheidung = CVS, CVD) als auch in Lösung (Kolloidchemie). Dazu stellt RUB MOPs her (chemische Synthese) und bemustert damit die Partner UDE (5-25 g je MOP). Die Auswahl, Charakterisierung und Entwicklung der MOPs erfolgt mit Blick auf die für Solarmaterialien relevanten Komponenten. Ausgehend von in der Literatur beschriebenen Leitstrukturen für die Cu-, Fe- und Zr-Komponenten in Cu2S, Cu2O, FeS2, FeSi2, und ZrS2 werden geeignete MOPs identifiziert, synthetisiert und ggf. chemisch modifiziert und in CVD/ALD-Prozessen vorgetestet. Auf der gleichen Präkursorbasis neuartige, nasschemische Prozesse für die Partikelsynthese entwickelt und die (nichtwässrigen) Kolloide den Partnern (Evonik) verfügbar gemacht. Für die Metall-Komponenten sind MOPs vom Amid-, Amidinat-, Guanidinat-Typ, (Flüchtigkeit, Löslichkeit, Reaktivität) viel versprechend. Die Eigenschaften dieser MOPs gegenüber S, Si- und O-Komp. (z.B. H2S, Thiolen, Dislufiden; Silanen; H2O, Alkoholen, O2, O3) werden untersucht.
Das Projekt "Passivierung und Einbau von Nanopartikeln in Siliziummatrix für Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Evonik Industries AG durchgeführt. Im Verbundvorhaben sollen hocheffiziente, neuartige Absorberschichten unter Verwendung nano-kristalliner Materialien entwickelt werden. Die vorgesehenen Materialien sind nach aktuellem Kenntnisstand als unbedenklich einzustufen und bestehen aus nahezu unbegrenzt verfügbaren Rohstoffen. Insbesondere sollen im Projekt die Wirkungsgrade von Silizium-Dünnschichtsolarzellen (Stapelzellen) bei gleichzeitiger Reduzierung der Schichtdicke signifikant verbessert werden unter Ausnutzung der wesentlichen Vorteile der Silizium-Dünnschichttechnologie. Bevorzugt werden Materialien mit einem sehr hohen Absorptionskoeffizienten ausgewählt, die in nanopartikulärer Form in silizium-basierte Absorberschichten eingebaut werden. Geplant ist die Verwendung von Materialien mit unterschiedlicher, direkter Bandlücke und hohem Absorptionskoeffizienten wie FeSi2, FeS2, Cu2S, Cu2O und ZrS2, um das Absorptionsspektrum der Schichten im Vergleich zu Silizium deutlich zu erweitern. Durch die Entkopplung von Nanopartikelsynthese und Schichtwachstum sollen wichtige Freiheitsgrade bezüglich der Optimierung von Partikel- und Schichteigenschaften genutzt werden. Dadurch werden die Ziele einer signifikant verbesserten Wirtschaftlichkeit bei reduziertem Materialbedarf mit einer unbegrenzten Ressourcenverfügbarkeit kombiniert und eine nachhaltige Entwicklung bei der umweltfreundlichen Energiewandlung durch Photovoltaik gesichert.
Das Projekt "Charakterisierung und Passivierung von Defektzuständen in Nanopartikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Walter Schottky Institut, Lehrstuhl für Experimentell Halbleiterphysik II - E25 durchgeführt. Im Verbundvorhaben sollen hocheffiziente, neuartige Absorberschichten unter Verwendung nano-kristalliner Materialien entwickelt werden. Die vorgesehenen Materialien sind nach aktuellem Kenntnisstand als unbedenklich einzustufen und bestehen aus nahezu unbegrenzt verfügbaren Rohstoffen. Insbesondere sollen im Projekt die Wirkungsgrade von Silizium-Dünnschichtsolarzellen (Stapelzellen) bei gleichzeitiger Reduzierung der Schichtdicke signifikant verbessert werden unter Ausnutzung der wesentlichen Vorteile der Silizium-Dünnschichttechnologie. Bevorzugt werden Materialien mit einem sehr hohen Absorptionskoeffizienten ausgewählt, die in nanopartikulärer Form in silizium-basierte Absorberschichten eingebaut werden. Geplant ist die Verwendung von Materialien mit unterschiedlicher, direkter Bandlücke und hohem Absorptionskoeffizienten wie FeSi2, FeS2, Cu2S, Cu2O und ZrS2, um das Absorptionsspektrum der Schichten im Vergleich zu Silizium deutlich zu erweitern. Durch die Entkopplung von Nanopartikelsynthese und Schichtwachstum sollen wichtige Freiheitsgrade bezüglich der Optimierung von Partikel- und Schichteigenschaften genutzt werden. Dadurch werden die Ziele einer signifikant verbesserten Wirtschaftlichkeit bei reduziertem Materialbedarf mit einer unbegrenzten Ressourcenverfügbarkeit kombiniert und eine nachhaltige Entwicklung bei der umweltfreundlichen Energiewandlung durch Photovoltaik gesichert.
Das Projekt "Synthese und Prozessierung von nanoskaligen Absorbermaterialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Institut für Energie- und Material Prozesse - Reaktive Fluide durchgeführt. Im Verbundvorhaben sollen hocheffiziente, neuartige Absorberschichten unter Verwendung nano-kristalliner Materialien entwickelt werden. Die vorgesehenen Materialien sind nach aktuellem Kenntnisstand als unbedenklich einzustufen und bestehen aus nahezu unbegrenzt verfügbaren Rohstoffen. Insbesondere sollen im Projekt die Wirkungsgrade von Silizium-Dünnschichtsolarzellen (Stapelzellen) bei gleichzeitiger Reduzierung der Schichtdicke signifikant verbessert werden unter Ausnutzung der wesentlichen Vorteile der Silizium-Dünnschichttechnologie. Bevorzugt werden Materialien mit einem sehr hohen Absorptionskoeffizienten ausgewählt, die in nanopartikulärer Form in silizium-basierte Absorberschichten eingebaut werden. Geplant ist die Synthese und Verwendung von Materialien mit unterschiedlicher, direkter Bandlücke und hohem Absorptionskoeffizienten wie FeSi2, FeS2, Cu2S, Cu2O und ZrS2, um das Absorptionsspektrum der Schichten im Vergleich zu Silizium deutlich zu erweitern. Durch die Entkopplung von Nanopartikelsynthese und Schichtwachstum sollen wichtige Freiheitsgrade bezüglich der Optimierung von Partikel- und Schichteigenschaften genutzt werden. Dadurch werden die Ziele einer signifikant verbesserten Wirtschaftlichkeit bei reduziertem Materialbedarf mit einer unbegrenzten Ressourcenverfügbarkeit kombiniert und eine nachhaltige Entwicklung bei der umweltfreundlichen Energiewandlung durch Photovoltaik gesichert.
Das Projekt "Entschwefelung (H2S-Entfernung) von Industrieabgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Fachbereich Chemietechnik, Lehrstuhl für Technische Chemie B durchgeführt. Das Vorhaben befasst sich mit der Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Abgasen mit Hilfe von Mikroorganismen. Der im Abgas vorhandene Schwefelwasserstoff wird in eine Kupfersulfatloesung eingeleitet und als Kupfersulfid ausgefaellt. Dieses Sulfid wird von den Mikroorganismen oxidiert, wobei wieder Kupferionen frei werden, die zur erneuten Ausfaellung von Schwefelwasserstoff zur Verfuegung stehen. Das gebildete Sulfat wird nach Faellung als CaSO4 abgeschieden. Das Verfahren wird in einer kontinuierlichen Technikumsanlage erprobt.
| Origin | Count |
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| Bund | 12 |
| Wissenschaft | 1 |
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|---|---|
| Förderprogramm | 12 |
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| offen | 13 |
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| Boden | 7 |
| Lebewesen & Lebensräume | 5 |
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