Materialforschung
Lehrstuhl für Anorganische Chemie mit Schwerpunkt Neue Materialien, Prof. Dr. Thomas Fässler
Über die Synthese und Analyse anorganischer Lithiumionenleiter werden allgemeine Eigenschaften der Ionenleitfähigkeit in Festkörpern untersucht und neue Materialien für Lithiumionenbatterien entwickelt.
Lehrstuhl für Technische Elektrochemie (TEC), Prof. Dr. Hubert Gasteiger
Unsere Aktivitäten umfassen die Charakterisierung von Kathodenmaterialien der nächsten Generation (Ni-reiche oder Li-/Mn-reiche NMC, LNMO) mit operandoanalytischen Techniken (OEMS, XRD, XAS, EIS), die Optimierung von kommerziellen Kalzinierungs- und Waschschritten sowie die Oberflächenstabilisierung von aktiven Kathodenmaterialien durch Erzeugung einer elastischen Schutzschicht.
Professur für Synthese und Charakterisierung innovativer Materialien, Prof. Dr. Tom Nilges
Hier befassen sich die Forscher mit der Bestimmung, Optimierung und dem Verständnis der Ionendynamik in Festkörpern. Hierbei variieren sie die umgebende Matrix der Ionen und bestimmen anschließend durch elektrochemische, spektroskopische und beugungsanalytische Techniken die Natur der Matrix und die Beweglichkeit und Verteilung der Ionen in den kristallinen und amorphen organischen und anorganischen Festkörpern.
Institut für Siliciumchemie und WACKER-Lehrstuhl für Makromolek. Chemie, Prof. Dr. Bernhard Rieger
Das Forscherteam beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung neuer ionenleitfähiger Polymere als Elektrolytlösemittel für Lithium-Ionen-Batterien.
Lehrstuhl für Digitale Katalyse, Prof. Dr. Helge Stein
Unsere Forschungsgruppe betreibt datengetriebene Hochdurchsatz-Materialforschung durch die Integration von Laborautomatisierung mit maschinellem Lernen und Datenmanagement. Durch kombinatorische Hochdurchsatzsynthese generieren wir schnell diverse Materialbibliotheken. Unsere automatisierten Mischsysteme, robotergesteuerten Fällungsreaktoren und elektrochemischen Reaktoren ermöglichen eine präzise Kontrolle der Synthesebedingungen. Wir verwenden Spin-Coating, reaktives Magnetron-Sputtern, Rakeln und sequentielle Elektroabscheidung für eine gleichmäßige und gradiente Materialsynthese. Diese Methoden beschleunigen die Materialentwicklung, verkürzen die Zeit bis zur Markteinführung und verbessern unser Verständnis der Materialeigenschaften in verschiedenen Anwendungen. Unsere Methoden sind von mm2 bis m2 skalierbar.
Physik der Energiewandlung und -speicherung, Prof. Aliaksandr Bandarenka
Mittels kathodischer Elektrodeposition synthetisieren wir Dünnfilme von sogenannten Preußischblauanaloga. Diese untersuchen wir zum Beispiel als Elektroden in wasserbasierten Natriumionenbatterien für Anwendungen im Stromnetz und bestimmen ihre Performance. Durch gezielte Variation der chemischen Zusammensetzung der Preußischblauanaloga können wir eine große Bandbreite an Elektroden erzeugen und ihre Eigenschaften manipulieren. Eines unserer Ziele ist es, den Zusammenhang zwischen physikalischen Grundlagen und dem resultierenden, elektrochemischen Verhalten der Elektroden zu verstehen.
Lehrstuhl für Funktionelle Materialien, Prof. Dr. Peter Müller-Buschbaum
Der Lehrstuhl untersucht neue Materialien für die Anwendung in Batterien wie zum Beispiel polymerbasierte Feststoffelektrolyte, nanostrukturierte Anoden- und Kathodenmaterialien. Die innere Struktur wird mit Röntgen- und Neutronenstreuung charakterisiert. Mit in-operando Studien werden Alterung und Degradationsprozesse adressiert.
TUM-ZWE an der Forschungs-Neutronenquelle (FRM II), Gruppe Advanced Materials, Dr. habil. Ralph Gilles
Für die Materialforschung ist die Charakterisierung von Materialien (kristallographische Struktur, Phasentransformationen, Morphologie, Partikelgröße, Defektcharakterisierung) oder deren Veränderung von zentraler Bedeutung. Die Gruppe Advanced Materials kann dank der einzigartigen Eigenschaften von Neutronen mit den verschiedenen Messmethoden sowie Positronen zentrale Fragen wie z.B. die Verteilung von Li-Ionen in Aktivmaterialien von Batteriezellen in-situ und operando beobachten und quantifizieren.