Studies on the Mechanisms for the Transport of Lithium Ions in Solid-State Composites Using a New Combination of Li NMR Methods
使用新的 Li NMR 方法组合研究固态复合材料中锂离子的传输机制
基本信息
- 批准号:237404115
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2013
- 资助国家:德国
- 起止时间:2012-12-31 至 2016-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In view of a high relevance in energy and information technologies, a large number of recent research studies have focused on the dynamics of ions in solid-state electrolytes. Despite these efforts, our understanding of ion transport in solids is still incomplete, limiting the possibilities of a knowledge-based design of new materials. The foundations for a fundamental understanding are laid by a comprehensive experimental characterization. Here, we propose to exploit that solid-state nuclear magnetic resonance is a powerful tool to investigate complex motions of ions in solid-state electrolytes. Specifically, we intend to use a broad spectrum of 6Li and 7Li NMR methods to ascertain dynamics of lithium ions on a large variety of time scales and length scales. For a study of dynamics on microscopic length scales, stimulated-echo experiments and field-cycling experiments will be combined for the first time. The former enable a direct measurement of correlation functions of the ionic motion, while the latter provide access to the spectral density of the ionic motion via a determination of the frequency dependence of the spin-lattice relaxation time T1. The time windows of both these techniques complement each other in an ideal way, allowing us to cover a time range of ca. 1 ps - 10 s. To study the transport of lithium ions on mesoscopic and macroscopic length scales, it is planned to measure self-diffusion coefficients by means of NMR experiments in static field gradients. Applying this new combination of 6Li und 7Li NMR methods to the lithium ionic motion on various time scales and length scales, we intend to trace back long-range transport and conductivity to elementary ionic jumps in a solid matrix.Our studies will focus on composites, which have attracted a great deal of attention in the quest for solid-state electrolytes with improved material properties. Specifically, we propose to investigate composites where the solid matrix exhibits distinguishable structures or compositions in different spatial regions. An important criterion for the selection of the systems is that an increase of structural heterogeneity is accompanied by an increase of the ionic conductivity. In detail, two interesting examples to be studied are (Li2S)_x(P2S5)_(1-x) glass-ceramics and (Li2S)_0.5-[(1-x)GeS2-xGeO2]_0.5 mixed-network former glasses. In order to ascertain the origin of the enhanced ionic conductivity of these composite materials, the mechanism for the ion transport will be ascertained in the light of the structural heterogeneity. This knowledge will be of great use for a future improvement of the electric conductivity of solid-state electrolytes.
鉴于在能源和信息技术中的高度相关性,大量最近的研究集中在固态电解质中的离子动力学上。尽管有这些努力,我们对固体中离子输运的理解仍然是不完整的,限制了基于知识的新材料设计的可能性。全面的实验表征奠定了基本理解的基础。在这里,我们建议利用固态核磁共振是一个强大的工具来调查复杂的运动的离子在固态电解质。具体来说,我们打算使用6Li和7 Li NMR方法的广谱来确定锂离子在各种时间尺度和长度尺度上的动力学。为了研究微观尺度上的动力学,将首次将受激回波实验和场循环实验结合起来。前者能够直接测量离子运动的相关函数,而后者通过确定自旋-晶格弛豫时间T1的频率依赖性来提供对离子运动的谱密度的访问。这两种技术的时间窗口以理想的方式相互补充,使我们能够覆盖约1000年的时间范围。一个ps - 10。为了研究锂离子在介观和宏观尺度上的输运,计划通过静态场梯度中的NMR实验测量自扩散系数。应用这种新的组合的6Li和7 Li NMR方法的锂离子的运动在不同的时间尺度和长度scales.Our的研究将集中在复合材料,这已经吸引了大量的关注,在寻求固态电解质与改进的材料性能的长距离传输和导电性的基本离子跳跃在一个solid matrix. Our的研究。具体而言,我们建议调查复合材料的固体基质表现出可区分的结构或组合物在不同的空间区域。选择体系的一个重要标准是结构异质性的增加伴随着离子电导率的增加。具体来说,我们研究了(Li_2S)_x(P_2S_5)_(1-x)微晶玻璃和(Li_2S)_0.5-[(1-x)GeS_2-xGeO_2]_0.5混合网络形成玻璃。为了确定这些复合材料的增强的离子电导率的来源,离子传输的机制将根据结构的不均匀性来确定。这些知识将对未来改善固态电解质的导电性非常有用。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
7Li NMR studies of lithium ion dynamics in polymer-derived silicon oxycarbide ceramics
- DOI:10.1016/j.ssi.2016.01.041
- 发表时间:2016-04
- 期刊:
- 影响因子:3.2
- 作者:M. Haaks;J. Kašpar;Anjuli Franz;M. Graczyk‐Zajac;R. Riedel;M. Vogel
- 通讯作者:M. Haaks;J. Kašpar;Anjuli Franz;M. Graczyk‐Zajac;R. Riedel;M. Vogel
Relation of short-range and long-range lithium ion dynamics in glass-ceramics: Insights from Li 7 NMR field-cycling and field-gradient studies
玻璃陶瓷中短程和长程锂离子动力学的关系:Li 7 NMR 场循环和场梯度研究的见解
- DOI:10.1103/physrevb.96.104301
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:M. Haaks;S.W. Martin;M. Vogel
- 通讯作者:M. Vogel
Synthesis and NMR investigation of 2D nanocrystals of the LaF3 doped by SrF2
- DOI:10.1016/j.jfluchem.2016.07.006
- 发表时间:2016-08
- 期刊:
- 影响因子:1.9
- 作者:L. Gulina;M. Schäfer;A. Privalov;V. Tolstoy;I. Murin;M. Vogel
- 通讯作者:L. Gulina;M. Schäfer;A. Privalov;V. Tolstoy;I. Murin;M. Vogel
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Professor Dr. Michael Vogel其他文献
Professor Dr. Michael Vogel的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Professor Dr. Michael Vogel', 18)}}的其他基金
NMR studies on the molecular dynamics of hydrogen bonded liquids in nanoscopic confinements
纳米级约束下氢键液体分子动力学的核磁共振研究
- 批准号:
203753570 - 财政年份:2011
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Units
Molekulardynamik-Simulation zum Studium der Molekulargewichtsabhängigkeit der Relaxationsprozesse in Polymerschmelzen: Vom Molekül zum Polymer
分子动力学模拟研究聚合物熔体中弛豫过程的分子量依赖性:从分子到聚合物
- 批准号:
171553917 - 财政年份:2010
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Kernmagnetische Resonanzspektroskopie und Computersimulationen zum Studium von Polymerdynamik in biologischen und technologischen Verbundstoffen
核磁共振波谱和计算机模拟研究生物和技术复合材料中的聚合物动力学
- 批准号:
5449961 - 财政年份:2005
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Struktur und Dynamik in amorphen Festkörpern studiert mit Hilfe von kernmagnetischer Resonanzspektroskopie und molekulardynamischen Simulationen
使用核磁共振波谱和分子动力学模拟研究非晶固体的结构和动力学
- 批准号:
5436383 - 财政年份:2004
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Fellowships
Struktur und Dynamik in amorphen Festkörpern studiert mittels eines kombinierten Einsatzes von kernmagnetischer Resonanzspektroskopie und molekulardynamischen Simulationen
结合使用核磁共振波谱和分子动力学模拟来研究非晶固体的结构和动力学
- 批准号:
5349331 - 财政年份:2001
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Emmy Noether International Fellowships
Echtzeit Dreidimensionale Echokardiographie zur Untersuchung der systolischen Funktion des rechten Ventrikels bei angeborenen Herzfehlern
实时三维超声心动图研究先天性心脏病右心室收缩功能
- 批准号:
5178190 - 财政年份:1999
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
NMR studies of activation energy distributions in solid ion conductors
固体离子导体中活化能分布的核磁共振研究
- 批准号:
452994917 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Units
相似国自然基金
Exploring the Intrinsic Mechanisms of CEO Turnover and Market
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:万元
- 项目类别:外国学者研究基金
Exploring the Intrinsic Mechanisms of CEO Turnover and Market Reaction: An Explanation Based on Information Asymmetry
- 批准号:W2433169
- 批准年份:2024
- 资助金额:万元
- 项目类别:外国学者研究基金项目
相似海外基金
Single-Nuclei Sequencing Whole Aquatic Plants to Reveal Novel Nutrient Transport Mechanisms
对整个水生植物进行单核测序,揭示新的养分运输机制
- 批准号:
BB/Z514809/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Fellowship
Mechanisms of PIKII-dependent transport during secretory granule biogenesis
分泌颗粒生物发生过程中 PIKII 依赖性运输的机制
- 批准号:
490594 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Operating Grants
Collaborative Research: IntBIO: Micro level oxygen transport mechanisms in elite diving mammals: Capillary RBC to myofiber
合作研究:IntBIO:精英潜水哺乳动物的微水平氧运输机制:毛细血管红细胞到肌纤维
- 批准号:
2316378 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
DynProtect - Mechanisms of dynein-dependent transport and degradation of protein aggregates.
DynProtect - 动力蛋白依赖性运输和蛋白质聚集体降解的机制。
- 批准号:
EP/Y026004/1 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Fellowship
Mechanisms of protein transport and secretion from plasma to cutaneous mucus in fish.
鱼类蛋白质从血浆转运和分泌到皮肤粘液的机制。
- 批准号:
23K18051 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Collaborative Research: IntBIO: Micro level oxygen transport mechanisms in elite diving mammals: Capillary RBC to myofiber
合作研究:IntBIO:精英潜水哺乳动物的微水平氧运输机制:毛细血管红细胞到肌纤维
- 批准号:
2316379 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
Molecular mechanisms underlying heme transport at the blood-brain barrier and its role in angiogenesis
血红素在血脑屏障转运的分子机制及其在血管生成中的作用
- 批准号:
10572752 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Mechanisms of Transport Through Plasmodesmata
通过胞间连丝的运输机制
- 批准号:
2224874 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant