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Ausschreibender Bereich: IEK-9 - Grundlagen der Elektrochemie
Kennziffer: 2021M-034, Chemie, Physik, Materialwissenschaften

Masterarbeit: Bewertung der elektrischen Eigenschaften des Festkörperelektrolytes Li1+xAlxTi2-x(PO4)3 unter verschiedenen Sinterbedingungen

Beginn: ab sofort

Hintergrund:
Die steigende Nachfrage nach sicheren und kostengünstigen Batterien mit höherer Energiedichte fördert die Entwicklung von Festkörperbatterien, bei denen die organischen Elektrolyte in herkömmlichen Li-Ionen-Batterien durch anorganische Festelektrolyte ersetzt werden. Aufgrund des begrenzten Kontakts zwischen den festen Komponenten des Festkörperelektrolyten und dem aktiven Elektrodenmaterial ist eines der Hauptprobleme bei der Vermarktung von Festkörperbatterien die langsame Kinetik des Ionen- und Elektronentransports in der Verbundkathodenstruktur. Eine mögliche Lösung für dieses Problem besteht darin, das potenzielle leitende Material zu untersuchen, das als gemischter Ionen- und Elektronenleiter verwendet werden soll. Durch In-situ-Kristallisation oder Infiltration von elektrodenaktiven Materialien in den gemischten Ionen- und Elektronenleiter kann eine Verbundkathode mit einem niedrigen Gradienten des ionischen und elektronischen Potenzials realisiert werden. Da die Sinterbedingungen einen großen Einfluss auf die Ionen- und Elektronentransporteigenschaften für keramische schnelle Li-Ionenleiter haben, muss der Einfluss der Sinterbedingungen auf das elektrische Verhalten von Festelektrolyten untersucht werden.

Ihre Aufgabe:
Für das jeweilige Thema arbeiten Sie an Li1+xAlxTi2-x (PO4)3 (LATP) Festkörperelektrolyt. LATP wird unter verschiedenen Bedingungen (Atmosphäre, Sauerstoffpartialdruck usw.) selbstsynthetisiert und gesintert. Zur Charakterisierung der strukturellen und chemischen Eigenschaften des Materials werden Röntgenpulverbeugung (XRD), thermogravimetrische Analyse mit einem Massenspektrometer (TGA-MS) und Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (SEM-EDX) durchgeführt. Zur Untersuchung des elektrischen Verhaltens des Materials werden elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) und Gleichstrommessung (DC) durchgeführt. Daher lernen Sie die zugehörigen Charakterisierungstechniken kennen und entwickeln die Fähigkeit, durch Verarbeitung und Analyse der erhaltenen Daten vernünftige Schlussfolgerungen zu ziehen.

Ihr Profil:

  • Sie absolvieren einen Master in Chemie, Physik, Materialwissenschaften oder anderen relevanten Disziplinen
  • Kenntnisse im Bereich der Grundlagen und Anwendungen der Elektrochemie
  • Kenntnisse über elektrochemische Impedanzspektroskopietechniken sind von Vorteil.
  • Ausgezeichnete Kooperations- und Kommunikationsfähigkeiten, sowie das Vermögen als Teil eines Teams zu arbeiten
  • Gute Englisch-Kenntnisse in Wort und Schrift und fließendes Deutsch

Wir bieten:

  • Die Möglichkeit, in relevanten Charakterisierungstechniken geschult zu werden
  • Internationales Umfeld, sowie eine exzellente Infrastruktur in einem der größten Forschungszentren innerhalb Europas
  • Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastrukturen

Kontakt:
Bei Interesse und für mehr Informationen kontaktieren Sie bitte
Dr. Shicheng Yu
Institut für Energie- und Klimaforschung – Grundlagen der Elektrochemie (IEK-9)
Forschungszentrum Jülich GmbH

Internet: www.fz-juelich.de/iek/iek-9
E-Mail: s.yu@fz-juelich.de