Humboldt-Stipendiat forscht an Batterien am HZB
Dr. Wenxi Wang entwickelt organische Elektroden für Lithium-Schwefel- und Zink-Ionen-Batterien und untersucht Wechselwirkungen zwischen Ionen und Wirtsmaterialien. © arö/HZB
Dr. Wenxi Wang forscht mit einem Postdoktoranden-Stipendium der Humboldt-Stiftung im Team von Prof. Yan Lu. Der Chemiker hat an der Southern University of Science and Technology in Shenzhen, China, studiert und an der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien seine Doktorarbeit abgeschlossen. Er hat sich auf das Design von organischen Elektroden für Lithium-Schwefel- und Zink-Ionen-Batterien spezialisiert und untersucht Wechselwirkungen zwischen den Ionen und den Wirtsmaterialien.
„Am Helmholtz-Zentrum Berlin finde ich hervorragende Bedingungen, um meine Forschung zu vertiefen“, sagt Wenxi Wang. Die Gruppe von Prof. Yan Lu verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der Synthese und Charakterisierung von neuartigen Elektrodenmaterialien und über modernste Infrastrukturen für die Batterieforschung. Darüber hinaus bietet die Röntgenquelle BESSY II am HZB eine Vielfalt an spektroskopischen Methoden, um in Echtzeit elektrochemische Reaktionen zu analysieren.
Lithium-Schwefel-Batterien (Li-S) gelten aufgrund ihrer extrem hohen Energiedichten und günstigen Ausgangsmaterialien als eine der interessantesten Technologien, um Lithium-Ionen-Batterien zu ersetzen. Dennoch bleibt ihre Leistung noch weit hinter den Erwartungen zurück, was unter anderem an Polysulfid-Zwischenprodukten liegt, die sich während er Ladezyklen bilden. Poröse Wirtsmaterialien können solche Polysulfide einschließen, was die Energiedichte von Li-S-Batterien sowie ihre Lebensdauer verbessert.
„Mein Forschungsvorhaben konzentriert sich auf die Entwicklung von Wirtsmaterialien auf Kohlenstoffbasis (Covalent Organic Frameworks, COF) mit geeigneten Porengrößen und funktionellen Gruppen, um solche Hochleistungs-Li-S-Batterien zu ermöglichen“, sagt Wang.
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II hat nun ein Team aus chinesischen Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.
- BESSY II: Neues Verfahren für bessere ThermokunststoffeUmweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline Schichten bilden, die die Leistungsfähigkeit des Materials erhöhen.
- Martin Keller zum neuen Präsidenten der Helmholtz-Gemeinschaft gewähltDie Helmholtz-Gemeinschaft hat den international renommierten Wissenschaftler Martin Keller aus den USA als neuen Präsidenten gewonnen. Keller lebt seit fast drei Jahrzehnten in den USA und hatte dort verschiedene wissenschaftliche Leitungspositionen in führenden Institutionen inne. Derzeit leitet er das National Renewable Energy Laboratory (NREL) in Golden, Colorado. Seine Amtszeit bei Helmholtz beginnt am 1. November 2025.