Forschungsinteressen

Vom Funktionsmaterial zum aktiven Bauelement für Energiespeicherung und -umwandlung

Barrierefreiheit: Kurzbeschreibung des Bildes Energiespeicherung und –umwandlung gehören aktuell zu den relevantesten Forschungsthemen, da die Nutzung von erneuerbaren Energiequellen elementar für die Durchführung der Pläne zur CO2-Reduktion ist. Energiegewinnung aus Wind und Sonne und die elektrochemische Speicherung dieser Energie in Batterien oder Brennstoffen wie Wasserstoff erfordern Lösungen, die sowohl in ihrer Effizienz als auch in ihrer Skalierbarkeit verbessert werden müssen. Obwohl bereits einige Fortschritte erzielt wurden, zeigen die vorgeschlagenen Konzepte in vielen Fällen gute Effizienzen im Labor, aber sie sind nicht immer einfach skalierbar oder zu kostenintensiv für eine Herstellung im größeren Maßstab. Unser langfristiges Ziel ist es, zur Entwicklung von Lösungen im Gebiet der Energiespeicherung beizutragen, einerseits durch die Entwicklung von Funktionsmaterialen mit Hilfe von (skalierbaren) festkörperchemischen Synthesen und einfachen Abscheidetechniken, andererseits durch grundlagenwissenschaftlichen Verständnisaufbau im Bereich von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Energiespeichermaterialien, der dann zu verbesserten und langlebigeren Werkstoffen führt.

Aktive Materialien für die photoelektrochemische Energiespeicherung in solaren Brennstoffen

Barrierefreiheit: Kurzbeschreibung des BildesOxidnitride beispielsweise sind sehr geeignete Materialen für photoelektrochemische Wasserspaltung. Die Entwicklung von effizienten Photoelektrodenmaterialien ist ein wichtiger Teil unserer Arbeit. In diesem Zusammenhang ist eine umfassende Charakterisierung sehr wichtig, weil sowohl Struktur, Zusammensetzung, Kristallinität, Porosität als auch Transporteigenschaften die photoelektrochemische Effizienz beeinflussen. Die genaue Bestimmung dieser Eigenschaften ist notwending, um die Aktivität der Funktionsmaterialien in Abhängigkeit der Synthesemethoden zu verstehen und zu verbessern. Wir konnten bereits einige Erfolge erzielen, einerseits durch detailliertes Materialverständnis basierend auf breiter Analytik (XRD, TEM, SEM, photoelektrochemische Untersuchungen) und andererseits durch weitere Veränderungen in der Synthese, wie zum Beispiel einer besseren Kontrolle der Porosität oder Veränderung der Ladungsträgerdichte durch Substitution. Für eine funktionierende Photoelektrode sind darüber hinaus Schutzschichten und Co-Katalysatoren zentral. Deshalb beinhaltet die Aufgabe, aktive Materialien für Photoelektroden zu entwickeln, die Bereitstellung von geeigneten Photokatalysatoren inklusive Additive und die Entwicklung von skalierbaren Herstellungsprozessen, die in ihrer Gesamtheit zu einem funktionierenden Bauelement führen.

Leitende Netzwerke und Elektrodenaufbau: Hybridmaterialien

Barrierefreiheit: Kurzbeschreibung des BildesLeitende Netzwerke spielen eine sehr wichtige Rolle in Energiespeicherdispositiven. Ein gutes Beispiel sind Li-Ionenbatterien. Um eine Hochleistungselektrode zu entwickeln, ist nicht nur das aktive Material selbst wichtig, sondern auch die Art und Weise, wie eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den (meist isolierenden, oxidischen) Partikeln aufgebaut wird. Deshalb untersuchen wir, wie die Elektrode in ihrer Gesamtheit funktioniert und nicht nur das Elektrodenmaterial. Eine wichtige Frage ist, wie ein leitendes Netzwerk zwischen Partikeln ausgebildet werden kann, ohne die Eigenschaften des aktiven Materials negativ zu verändern, bzw. mit dem Ziel, diese sogar zu verbessern. Das leitende Netzwerk kann aus einer großen Anzahl von Materialklassen bestehen und unterschiedliche Längenskalen bedienen. Anorganische oder keramische Brücken sind häufig lokal auf die Nanoskala begrenzt, während Schichtsysteme wie reduziertes Graphenoxid (RGO) oder Carbon Nanotubes (CNTs) langreichweitige Verbindungen im μm-Bereich aufbauen. Die Synthese und anschließende Abscheidung von Hybrid- oder Kompositmaterialien ist einer der Wege, die wir verfolgen, um Elektroden mit leitenden Netzwerken zu herzustellen.

Funktionsmaterialien für Li-Ionen-Batterien und darüber hinaus

Barrierefreiheit: Kurzbeschreibung des BildesWir untersuchen V-haltige Oxide auf ihre Eignung als Insertionsmaterialien, wie zum Beispiel von Li+ oder Na+. Mit dem Austausch des zu interkalierenden Ions ändern sich dabei sowohl die Interkalationsplateaus als auch die Kinetik. Uns interessiert, die Unterschiede im Interkalationsverhalten zu verstehen und so gezielt bessere Kathodenmaterialien für Post-Li Batterien zu entwickeln. Umfassende physikalisch-chemische Untersuchungen sind notwendig, um die Oxidationszustände und Strukturveränderungen der Übergangsmetall(verbindungen) in Abhängigkeit vom Ladungszustand der Batterie und vom Batterietyp zu untersuchen. Gleichzeitig dient das Verständnis für die Veränderung des Materials während des Ladungs- und Entladungsprozesses dazu, potentielle Degradationsprozesse besser zu verstehen.

  • News
    Am Mittwoch, den 17. März 2021 veranstaltet die PLUS einen virtuellen Tag der offenen Tür und lädt interessierte Schülerinnen und Schüler der Abschlussklassen herzlich ein. Alle Informationen dazu finden sich online unter www.uni-salzburg.at/openday.
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    Soeben ist die neue Ausgabe der Zeitschrift für Praktische Philosophie online erschienen, die – am Puls der Zeit - auch dem einen Thema Rechnung trägt, das uns derzeit prägt wie kein anderes: die Corona-Pandemie. Ihr ist einer der beiden Schwerpunkte der Ausgabe gewidmet; in seinem beachtlichen Umfang spiegelt sich nicht nur die Wichtigkeit dieses Themas, sondern auch das große Bedürfnis, die vielfältigen Folgen dieser Pandemie philosophisch und ethisch zu reflektieren.
    Mit dem PLUS Talk wurde bereits 2020 ein neues Kommunikationsformat der Paris Lodron Universität Salzburg eingeführt. Im Rahmen dieses Formats treten Mitglieder des Rektorats zu bestimmten Schwerpunktthemen mit Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der PLUS, Studierenden und Vertreterinnen und Vertretern der Öffentlichkeit in Diskurs. Die Diskussionen finden LIVE statt und bieten Teilnehmerinnen und Teilnehmern die Möglichkeit, zu aktuellen Themen Fragen zu stellen.
    Nach Austausch mit dem Ministerium und in intensiver Beratung mit den Dekanen hat das Rektorat der Paris Lodron Universität Salzburg entschieden Prüfungen derzeit grundsätzlich nur mehr online durchzuführen. Dazu gelten folgende Punkte:
    Dialog und Befreiung in einer digitalen Zukunft - Ort und Zeit: Paris Lodron Universität Salzburg; 14.–16. Oktober 2021 - Ansprechpartner: markus.maier@stud.sbg.ac.at
    INTERDISZIPLINÄRE TAGUNG unter der Leitung von Reinhard Heinisch, Reinhard Klaushofer, Christoph Kühberger und Margit Reiter
    10h /Online-Matinee mit Vortrag und Gespräch aus der Reihe „Artes“ mit Robert Brennan und Wolf-Dietrich Löhr.
    Im Rahmen der Reihe „MUSIK & MEDIZIN“ organisiert der Kooperationsschwerpunkt Wissenschaft und Kunst am 27. Jänner 2021 einen weiteren Online-Vortrag:
    Im Rahmen der Reihe „MUSIK & MEDIZIN“ organisiert der Kooperationsschwerpunkt Wissenschaft und Kunst am 3. Februar 2021 einen weiteren Online-Vortrag:
    Das Land Salzburg schreibt in Abstimmung mit der Paris Lodron Universität Salzburg das neue Förderprogramm Digital Humanities aus. Unterstützt werden neue, innovative Forschungsvorhaben aus dem GSK-Bereich mit interdisziplinärer Ausrichtung, die sich mit dem Einsatz digitaler Technologien auseinandersetzen.
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