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
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    Farid Hafez, Senior PostDoc Fellow an der Abteilung Politikwissenschaft, erhielt den ‘Islam on the Edges’-Grant der Shenandoah University/USA.
    Die Fachwerkstätte der Naturwissenschaftlichen Fakultät hat mit Roman Wild einen neuen Leiter. Herr Wild hat bereits 5 ½ Jahre in der Fachwerkstätte mitgearbeitet und war zuvor als Produktzuständiger (im Bereich Kundendienst und Reparaturbearbeitung) bei Fa. Hale electronic tätig.
    Seit dem Sommer 2019 gehen Salzburger Wissenschaftler den Spuren des Arnau de Torroja nach, des letzten Großmeisters der Tempelritter vor ihrer Auflösung im 13. Jahrhundert.
    Die „smarte Sommerfrische“, zu der die Salzburger Hochschulwochen seit 1931 einladen, kommt COVID-19-bedingt als „smarte Sommerbrise“ daher. Das Thema fesselt analog wie digital: „Du musst Dein Ändern leben!“ Die Salzburger Hochschulwochen beginnen am Montag, den 3. August und dauern bis Sonntag, 9. August 2020.
    Die Universität Salzburg (PLUS) wird in Zukunft noch stärker global aktiv: Die frisch veröffentlichten Ergebnisse der Antragsrunde 2020 zeigen, dass die PLUS bis 2023 knapp 835.000 EUR für den Austausch mit Erasmus+ Partnerländern genehmigt bekommen hat – das macht die Hochschule zum österreichischen Spitzenreiter in dieser Programmschiene.
    Gerade in Zeiten von Corona hat sich gezeigt, wie wichtig die digitale Unterstützung der Studierenden im Uni-Alltag ist. Das Projekt „On Track“ – auf dem Weg bleiben vereinigt digitale und soziale Welten. Es startet zum richtigen Zeitpunkt!
    Sie wollen ein Lehramtsstudium an der Universität Salzburg beginnen und ziehen dabei in Betracht, eine (oder gar zwei) romanische Sprache(n) zu wählen, doch es beschäftigen Sie Fragen, Unklarheiten oder Zweifel hinsichtlich der Möglichkeiten und der universitären Ausbildung am Fachbereich Romanistik?
    Ab Oktober 2020 bietet die Universität Salzburg den neuen Bachelorstudiengang „Medizinische Biologie“ an. Der Studiengang will Inhalte der vielfältigen biowissenschaftlichen Fachdisziplinen vermitteln und ermöglicht daher ein facettenreiches, biologisches Verständnis für Themen, die für die Medizin wesentlich sind. Die Studieninhalte reichen vom kleinteiligen Aufbau der Zelle über Organe und Organsysteme bis hin zur Biologie von komplexen zwischenmenschlichen Interaktionen.
    Ab Oktober 2020 bietet die Universität Salzburg den neuen Bachelorstudiengang „Materialien und Nachhaltigkeit“ an. Der Studiengang richtet sich an all jene materialwissenschaftlich Interessierten, die sich den aktuellen Herausforderungen zu Klimawandel, Ressourcen-Verknappung und Nachhaltigkeitsthemen stellen wollen und sich über ihre naturwissenschaftlichen Neigungen hinaus auch für Recht, Wirtschaft und Gesellschaftswissenschaften interessieren.
    150 Teilnehmerinnen haben die Chance schon genutzt und sich zu den über 50 Lehrveranstaltungen rund um die IT und Digitalisierung der ditact_womens IT summer studies der Universität Salzburg, welche von 01.09.-12.09.2020 stattfindet, angemeldet. Die Anmeldung ist noch bis 12. Juli möglich. Danach ist die Restplatzbörse geöffnet.
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