Möller, Julia (2024) Probing ion motion in plastic-crystalline and ceramic battery electrolyte materials via solid-state NMR spectroscopy. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

In Bezug auf nachhaltige Energien sind fortschrittliche Energiespeichertechnologien entscheidend. Dabei gewinnen alternative Batterie-Elektrolyte für Sicherheit und Umwelt an Bedeutung. Die Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) hilft, solche Materialien zu verstehen und zu optimieren. Die Festkörper-NMR gibt Einblicke in Strukturen und Ionen-Dynamik. Diese Arbeit verbindet Grundlagen der Materialwissenschaft mit praktischer Energiespeicherung durch Festkörper-NMR in nachhaltiger Energieforschung. Der erste Teil fokussiert auf Succinonitril-basierte Materialien mit Polymeren zur Erhöhung der Li-Ionen-Leitfähigkeit. Weitere Experimente erfolgen unter realen Batteriebedingungen. Der zweite Teil erforscht Na-β"-Aluminat, mit dem Ziel Betriebstemperaturen zu senken. Die Analyse umfasst die Identifizierung von Na-Spezies, den 3d-Übergangsmetalleinfluss und den Austausch von Na- zu Li-Ionen.

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Untersuchung der Ionenbewegungen in Plastisch-Kristallinen und Keramischen Batterie-Elektrolytmaterialien via Festkörper-NMR Spektroskopie

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In the field of sustainable energy, advanced energy storage is crucial. Alternative electrolytes gain interest for safety and environmental benefits. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy helps with understanding and optimising materials. Solid-state NMR delves into structures and ion dynamics, providing insights into interactions and ion parameters. This work aims to bridge fundamental materials science and practical energy storage, utilising solid-state NMR within sustainable energy research. The first part focuses on succinonitrile-based materials, enhancing Li-ion conductivity with polymers. Investigations assess polymer impact and Li-concentrations, revealing varying interactions and ion environments. The most promising material is tested in realistic battery cell conditions. The second part explores Na-β"-alumina electrolytes, aiming to lower operating temperatures. Analysis includes identifying Na-species, characterising 3d transition metal influence, and investigating the Na to Li-ion exchange.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Solid-state NMR spectroscopy, battery electrolytes, succinonitrile, beta-alumina
Subjects:	Science and mathematics > Chemistry
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Department of Chemistry (IfC)
Date Deposited:	02 Jan 2024 15:06
Last Modified:	23 Jan 2024 11:49
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/5936
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-60179
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