Festkörpelektrolyten

Festkörperelektrolyte, auch feste Elektrolyte genannt, sind Feststoffe, die Ionen leiten können. Dies steht im Gegensatz zu flüssigen Elektrolyten, die als Lösung oder Schmelze vorliegen. Festkörperelektrolyte finden Anwendung in verschiedenen elektrochemischen Systemen, insbesondere in Batterien und Brennstoffzellen. Ihre Hauptvorteile liegen in ihrer potenziell höheren Sicherheit im Vergleich zu flüssigen Elektrolyten, da sie nicht brennbar sind und kein Auslaufen verursachen. Sie ermöglichen auch die Entwicklung von Batterien mit höherer Energiedichte.

Die ionische Leitfähigkeit von Festkörperelektrolyten ist ein entscheidendes Kriterium für ihre Leistungsfähigkeit. Diese Leitfähigkeit wird durch die Bewegung von Ionen innerhalb der festen Matrix bestimmt. Verschiedene Materialklassen werden als Festkörperelektrolyte erforscht und eingesetzt, darunter Oxidkeramiken, Sulfide und Polymere. Jede dieser Klassen weist spezifische Vor- und Nachteile hinsichtlich Leitfähigkeit, Stabilität und Herstellbarkeit auf.

Die Forschung konzentriert sich auf die Optimierung der ionischen Leitfähigkeit, die Verbesserung der Grenzflächenstabilität zwischen Elektrolyt und Elektrodenmaterialien sowie die Entwicklung kostengünstiger und skalierbarer Herstellungsprozesse. Fortschritte in diesem Bereich sind essenziell für die Weiterentwicklung von Energiespeichertechnologien.