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MySpaceNeue Simulationsmethode zur Lithium-Metall-Batterie
von Dr. Claudia Bäßler
Ein vielversprechender Kandidat für zukünftige Energiespeicher ist die Lithium-Metall-Batterie. Im Vergleich zur herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie hat sie eine mehrfach höhere Energiedichte und eine höhere spezifische Kapazität. Eine Einschränkung in der Anwendung war bislang die Reaktionsfreudigkeit der Lithium-Metall-Elektrode mit dem flüssigen Elektrolyten. Dabei bildet sich an der Grenzfläche von Elektrode und Elektrolyt eine feste Passivierungsschicht, die bislang schwer zu kontrollieren und zu stabilisieren war.
Anodenmaterial auf Basis von Siliciumnitrid für Feststoffbatterien
von Dr. Claudia Bäßler
Die fortschreitende Entwicklung auf dem Gebiet der Feststoffbatterien steht vor der Herausforderung, hochenergetische Lithium-Metall-Anoden erfolgreich in die industrielle Anwendung zu transferieren. Das vom BMBF geförderte Projekt „FB2-SiSuFest“ untersucht Anodenmaterialien auf Basis von Siliciumnitrid (SiNx) als vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Lösungen. Dieses Material könnte einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung leistungsstarker, sicherer und stabiler Batteriezellen leisten. Die Forschungsaktivitäten konzentrieren sich auf die Herstellung und Evaluierung von siliziumnitridbasierten Partikeln als Anodenmaterial in sulfidischen Festkörperbatterien.
Geeignete Werkstoffe für Geothermieanwendungen – Teil 1 –
von Ralph Bäßler
– Teil 1 – Einführung und Versuchsaufbau
Die Erdwärme ist eine Energiequelle, mit der fossile Brennstoffe ersetzt und CO2-Emissionen gesenkt werden können. Es gibt Technologien zur Nutzung geothermischer Energie, jedoch sind die Betriebsbedingungen in geothermischen Anlagen aufgrund der chemischen Zusammensetzung der hydrothermalen Flüssigkeiten und der hohen Temperaturen in vielen Fällen extrem korrosiv. Daher ist die Werkstoffauswahl auf der Grundlage einer vorausgehenden Werkstoffqualifizierung mittels Korrosionsuntersuchungen unerlässlich.
Grüner Wasserstoff ist der Schlüssel für Industrie, Mobilität, Strom- und Wärmeversorgung, um Klimaziele zu erreichen und die Energiewende umzusetzen. Für die kostengünstige, dezentrale Herstellung des klimaneutralen Gases werden effiziente Elektrolyseure benötigt.
Die Reduktion des ökologischen Fußabdrucks hin zur CO2-Neutralität ist ein wesentliches Ziel vieler Industriezweige und Wertschöpfungsketten. Dies gilt auch für die Vorbehandlungs- und Lackierprozesse in der Automobilindustrie. Mit dem GLASS-Tool bietet der BASF Unternehmensbereich Coatings einen Analyseansatz, der hier Transparenz schafft und Kunden dabei unterstützt, informierte Entscheidungen für nachhaltige Oberflächenlösungen zu treffen.
Nachhaltigkeit beim Beschichten: Neuer Standard? - Teil 2 -
von Anton Solich
– Teil 2 – Dieser zweite Teil des Artikels beleuchtet die Anforderungen des Marktes, zählt alternative Möglichkeiten auf und endet schließlich mit einem Appell an Wissenschaft und Industrie. Fortsetzung aus Galvanotechnik 1/2024
Blick auf die Marktanforderungen
Der Markt für Farben fragt nach praktikablen Lösungen. Für die Anwender ist es am einfachsten, wenn ein neuer Rohstoff durch einen bis dahin genutzten Rohstoff im Verhältnis 1 : 1 ersetzt werden kann. Im Falle der massenbilanzierten Produkte ist dies problemlos möglich – ein großer Vorteil für den einfachen Austausch. Bei sogenannten 14C-Lösungen, bei denen der Rohstoff sich von dem bis dahin eingesetzten teilweise stark unterscheiden kann, ist der Austausch anspruchsvoller.
Probleme mit Hautunreinheiten kennen viele Menschen. Abhilfe kann kaltes Plasma schaffen, es wirkt antimikrobiell und entzündungshemmend und ist mit einer Temperatur von 30 °C auch hautverträglich. Das zeigen Studien des Lehrstuhls für Angewandte Elektrodynamik und Plasmatechnik an der Ruhr-Universität Bochum. Die Forschungserkenntnisse sind in ein technologiebasiertes Kosmetikprodukt geflossen, mit dem sich Hautunreinheiten behandeln lassen und das 2024 auf den Markt kommt.
Laserbasierte Trägheitsfusion als Energiequelle der Zukunft
von Dr.-Ing. Richard Suchentrunk
Im Dezember 2022 gelang der National Ignition Facility (NIF) des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Kalifornien, USA, ein historischer Durchbruch: Forschende erbrachten den Beweis für die Realisierbarkeit der Trägheitsfusionsenergie (IFE), indem sie ein sich selbst erhaltendes brennendes Plasma erzeugten.
Aushärten und Funktionalisieren von Sol-Gel-Lacken mit Atmosphärendruckplasmen - Teil 1-
von Jürgen M. Lackner
– Teil 1 – Einleitung und Experimentelles
Sol-Gel-Beschichtungen sind typischerweise in der Schichtdicke beschränkt, um rissfrei aushärten zu können. Die Aushärtung mit Atmosphärendruckplasmen verschiebt den nutzbaren Schichtdickenbereich deutlich nach oben. Diese Studie verknüpft die Aushärtung mit Plasma-Jets mit gleichzeitiger Funktionalisierung der Schichten, um antimikrobielle Eigenschaften unter Verwendung eines thermisch und UV-härtenden Sol-Gel-Systems zu erzielen. Die Infektionslast kann mittels integrierter Kupfer-Partikel massiv reduziert werden.
Salzschmelze-Galvanik
Die in Kettering, Ohio, USA basierte Firma Xerion Advanced Battery Corporation hat ein neues Verfahren, basierend auf einer Salzschmelze-Galvanisierung, entwickelt, um Lithium-Ionen-Batterien billiger herzustellen. Die extrem hohe Materialreinheit, die für die herkömmliche Herstellung von Li-Ionen-Batterien erforderlich ist, verursacht erhebliche Kosten für den Transport und die Aufbereitung von Lithium und anderen Rohstoffen. Bei dem neuen, einstufigen Galvanisierungsprozess werden weniger reine Rohstoffe sowie eine nanostrukturierte Schaumelektrodenarchitektur verwendet. Hierbei werden Kosten, Energieaufwand und Kohlenstoffemissionen deutlich gesenkt. Das Verfahren orientiert sich am sogenannten Hall-Héroult- Galvanisierungsverfahren, das in der Aluminiumraffination verwendet wird. Bei dem neuen Verfahren, benannt als DirectPlate-Technology, werden die Schritte Reinigung, Synthese und Abscheidung in einem einzigen Schritt kombiniert.
