Das IAM-ESS

Das Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme am KIT beschäftigt sich mit der Herstellung neuer Materialien zur Energiespeicherung, wie z.B. für Li-Ionen Batterien und Post-Lithium Systemen, sowie der Aufklärung der bei der Energiespeicherung ablaufenden Prozesse, der Herstellung und Testung von Elektroden und vollständiger Zellen.

Das Institut ist ebenfalls angesiedelt im Institut für anorganische Chemie: Materialforschung für neuartige Energiespeichersysteme (AK Ehrenberg). 

Neben der für ihre Forschung notwendigen Laborausstattung besitzt das Institut auch Zugang zu Großforschungseinrichtungen wie Neutronen- und Synchrotronstrahlungsquellen. In Kooperation mit diesen Einrichtungen entwickelt das Institut in-situ und in-operando Techniken, um sowohl bestimmte Aspekte in Materialien, als auch vollständige, kommerzielle Bauteile zu untersuchen.

 

Struktur des Instituts
Struktur des Instituts

Eine effiziente Nutzung von Energiespeichern für Anwendungen in der Wind- und Solarenergie oder auch im Bereich Elektromobilität setzt eine lange Lebensdauer der Speicher voraus. Entsprechend wichtig ist es, Mechanismen für Alterung und Degradation zu bestimmen, um möglichst akkurate Lebensdauer Modelle zu entwickeln. Untersuchungen dieser Art erfolgen sowohl in-situ als auch post-mortem. Angefangen bei der Materialanalyse bis hin zur Aufstellung von Modellen kooperiert das Institut mit Partnern aus Industrie und anderen Forschungsinstituten. Daneben sind weitere Schwerpunkte die Entwicklung neuartiger Materialien und Speicher, die Untersuchung sogenannter Redox-Flow Speicher und die Entwicklung von Methoden zur effizienten Untersuchung ganzer Bauteile unter in-operando, d.h. möglichst realen, Bedingungen. Die Herstellung von Elektroden und ganzen Zellen sind ebenso Teil der Forschung wie die Materialentwicklung für die Fusionsforschung.

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BMBF Forschungsprojekt

MEFBatt: Pilotanlage zur Massenproduktion von Elektroden für Festkörperbatterien am KIT

Im BMBF geförderten Forschungsprojekt MEFBatt („Aufrüstung einer Mehrlagen-Elektrodenfertigung zur Prozessierung von Festkörper-Batterien im Pilotmaßstab“) wird am IAM-ESS des KIT der nächste Schritt zur Massenproduktion ermöglicht. Mit einer Pilotanlage soll der Fertigungsprozess von Elektroden für Festkörperbatterien zur Vorbereitung einer industriellen Massenproduktion erforscht und optimiert werden.

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Graphical Abstract
Nature Journal Publication

Closing the yellow gap with Eu- and Tb‑doped GaN: one luminescent host resulting in three colours

The invention of highly efficient blue-emitting diodes was a milestone for the development of today's omnipresent white LEDs being enabled by the investigations of Nakamura et al., who were awarded the Nobel prize in 2014. Here we demonstrate the doping of bulk GaN with europium, terbium and the combination of both resulting in intriguing luminescence properties, pushing the role of GaN:Eu,Tb as a chief component in future light emitting diodes. This colour tuning proves that one luminescence host can provide three colours (red, green and orange) and that even the so called “yellow gap” could be closed with a III-nitride.

Zu dem Artikel
Graphical Abstract
Publication in Advanced Materials

Lithium-Diffusion Induced Capacity Losses in Lithium-Based Batteries

In the Review "Lithium-Diffusion Induced Capacity Losses in Lithium-Based Batteries" published in Advanced Materials, scientists at the Institute and Uppsala University (Sweden) describe a new, so far largely unrecognized, capacity loss mechanism found in lithium-based batteries. The so called “Li-trapping” mechanism is, unlike other previously described capacity loss mechanisms, reversible which opens the possibility for regeneration of cycled batteries.

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Highlighting research by Hannes Radinger and Dr. Frieder
Highlighting research by Hannes Radinger and Dr. Frieder Scheiba from the Karlsruhe Institute of Technology (KIT).

Origin of the catalytic activity at graphite electrodes in vanadium flow batteries

It is shown that graphitic defects and not oxygen functional groups are responsible for lowering the activation energy barrier for the charge transfer process in vanadium flow batteries by thermal deoxygenation of graphite felt electrodes. These electrodes show superior cycling performance and stability.

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Besuch-Malte-Gallée
Besuch beim IAM-ESS

Der Europaabgeordnete der Grünen, Malte Gallée, informierte sich am KIT über die Forschung zur Lithiumförderung aus Thermalwässern sowie über aktuelle Entwicklungen in der Batterieforschung (2022/02)

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