Natrium-Ionenleitende Glaskeramiken zur Anwendung in Na-Batterien

Im Rahmen dieser Arbeit werden Natriumionen-leitfähige Glaskeramiken betrachtet, welche als Separatoren zur Trennung zwischen Anoden- und Kathodenraum in einer Niedertemperatur- Natrium-Schwefel-Zelle eingesetzt werden können. Dabei sollen sie nicht nur Kurzschlüsse durch Dendritenbildung vermeiden, sondern auch aktiv als Festelektrolyt zur Leitfähigkeit beitragen und zudem einen möglichen Shuttle-Mechanismus, durch sich bei der Entladung bildende Polysulfide, unterbinden. Der Shuttle-Mechanismus schließt derzeit den Einsatz von herkömmlichen porösen Separatoren in der Na-Ionen-Batterie mit flüssigem Elektrolyten nahezu aus. Im Gegensatz zu bisher bekannten Lösungen auf Aluminiumoxid-Basis (Natrium-Beta-Aluminat), sollen die zu entwickelnden Separatoren bei Raumtemperatur vergleichbar leitfähig sein und zudem einfach zu synthetisieren. Die Werkstoffauswahl soll die Herstellung der Elektrolytsubstrate über Foliengießen ermöglichen, um die Herstellungkosten gering zu halten.Um dies zu Erreichen, wird eine breite Literaturrecherche im Hinblick auf geeignete Materialsysteme vorgenommen und eine Auswahl der Zusammensetzungen getroffen, diese in variierten Stöchiometrien geschmolzen und hinsichtlich Partikelgröße, Kristallisationsverhalten und Gefügeausbildung, Prozessierung über Foliengießen und resultierender ionischer Leitfähigkeit der gesinterten Substrate optimiert.