Cuvillier Verlag
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Entwicklung einer Zink-Ionen-Batteriezelltechnologie mit wässrigen Elektrolyten für stationäre Anwendungen (Volume 18) (English shop)
Oliver Fitz (Author)Preview
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Table of Contents, PDF (150 KB)
| ISBN-13 (Hard Copy) | 9783736978591 |
| ISBN-13 (eBook) | 9783736968592 |
| Language | Alemán |
| Page Number | 260 |
| Lamination of Cover | matt |
| Edition | 1. |
| Book Series | Energie & Nachhaltigkeit |
| Volume | 18 |
| Publication Place | Göttingen |
| Place of Dissertation | Universität Stuttgart/Fraunhofer ISE, Freiburg |
| Publication Date | 2023-09-19 |
| General Categorization | Dissertation |
| Departments |
Engineering
Electrical engineering |
| Keywords | Zink-Ionen-Batterie, Zink-Mangandioxid-Batterie, wässrige Batterie, Elektrolyt, wässriger Elektrolyt,stationäre Energiespeicherung, stationäre Batterien, Batteriezellentwicklung, Cyclovoltammetrie, Nernst-Gleichung, Elektrochemische Impedanzspektroskopie, Mangandioxid, Zink, Anode, Kathode, pH, Batteriemodul, Elektroden, Elektrodenherstellung, Binder, Elektroabscheidung, ReaktionsmechanismuspH-Puffer,Techno-Ökonomie, Konstruktion, Stromableiter, Ausfällungsreaktion, Alterungsmechanismus, Zyklierung, Edelstahl, Kupfer, Zinksulfat, Mangansulfat, Acetat, Propionat, Henderson-Hasselbalch-Gleichung, ionische Leitfähigkeit, pH-Pufferkapazität, Sicherheit, Langzeitstabilität, zinc-ion battery, zinc-manganese dioxide battery, aqueous battery, electrolyte, aqueous electrolyte, stationary energy storage, stationary batteries, battery cell development, cyclic voltammetry, Nernst equation, electrochemical impedance spectroscopy, manganese dioxide, zinc, anode, cathode, pH, battery module, electrode, electrode fabrication, polymer binder, electrodeposition, reaction mechanism, pH buffer, techno-economy, construction, current collector, precipitation, ageing mechanism, battery cycling, stainless steel, copper, zinc sulphate, manganese sulphate, acetate, propionate, Henderson-Hasselbalch-equation, ionic conductivity, pH buffer capacity, safety, long-term stability |
Description
Die Promotion beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Batteriespeichers auf Basis der Zink-Mangandioxid-Batterietechnologie mit wässrigen Elektrolyten (ZMB). Diese Zellchemie bietet Vorteile im Bereich der Sicherheit, der Materialverfügbarkeit, der Kosten und der Umweltverträglichkeit und stellt damit eine vielversprechende Alternative zu den Lithium-Ionen-Batterien im Bereich der stationären Energiespeicherung dar. Auf Basis verschiedener Elektroden-Herstellungsverfahren (Rakelbeschichtung, Elektroabscheidung) können im Rahmen dieser Arbeit reproduzierbare Batterie-Elektroden sowie poröse 3D-Strukturen auf flexibel wählbaren Trägermaterialien hergestellt und erfolgreich zykliert werden. Der Reaktionsmechanismus der Batteriezellchemie wird anhand von pH-Untersuchung im Elektrolyten in Zinksulfat-basierten Elektrolyten tiefgehend untersucht und die wesentlichen Reaktionsmechanismen identifiziert. Die Entwicklung von wässrigen Elektrolyten mit pH-Puffereigenschaften führt zu einer signifikanten Erhöhung des Entladepotentials und damit der möglichen Energiedichte dieser Zellchemie. Die Langzeitstabilität kann ebenfalls signifikant erhöht werden. Abschließend wird ein Batteriemodul-Prototyp konstruiert und erfolgreich hergestellt. Die elektrochemische Charakterisierung bestätigt die Funktionsfähigkeit des Batteriemodul-Konzepts. Die techno-ökonomische Bewertung zeigt dabei ein hohes Kostenreduktionspotential gegenüber dem Stand der Technik bei der Lithium-Ionen-Batterietechnologie.
