Studium von Metall-Wasserstoff-Systemen mit Hilfe oberflächenspektroskopischer Verfahren

Metall-Wasserstoff-Systeme haben als hocheffinziente Energiespeicher weiter an Bedeutung gewonnen. Insbesondere das in unserem Arbeitskreis u.a. untersuchte System LaNi5 wird in wiederaufladbaren Batterien von elektronischen Haushaltsgeräten, aber auch von Hochleistungsgeräten bereits in großem Umfang eingesetzt. Zur Optimierung dieses Speicherbasismaterials sind jedoch weitere Untersuchungen verschiedener Eigenschaften, wie Einfluss der Oberflächeneigenschaften und -strukturen auf die Wasserstoff-Speicherkapazität, das Beladungsverhalten sowie die Zyklenbeständigkeit, notwendig. Die im Arbeitskreis angewandten oberflächenanalytischen Vefahren, die Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS),Sekundär-Ionen-Massenspektrometrie (SIMS) sowie Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES), sind hierzu besonders geeignet. Durch Untersuchung von veränderten Systemen wie z.B. LaNi5-xAlx oder LaNi5-xAgx in Abhängigkeit von der Zusammensetzung sowie an Vanadium-Wasserstoff-Systemen können viele bisher theoretisch nicht geklärte Vorgänge der Wasserstoff-Speicherung in intermetallischen Phasen besser verstanden werden. Intensive Untersuchungen am LaNi5-xAlx-System haben z.B. eine Verringerung der Wasserstoff-Speicherkapazität bei gleichzeitiger Verbesserung des Beladungsverhaltens erkennen lassen. Die Änderung der Zusammensetzung erlaubt es, das geänderte Bindungsverhalten des Nickels zum Wasserstoff zu studieren und z.B. auf Veränderungen des Valenzbandes durch Nickel-Ersatz, aber auch auf die Wasserstoff-Beladung selbst zurückzuführen.

Beteiligte Wissenschaftler:

Dipl.-Chem. Ingo Untiedt, Dipl.-Chem. Dirk Lebiedz, Prof. Dr. Harald Züchner

Veröffentlichungen:

H. Züchner, J. Kintrup, R. Dobrileit, I. Untiedt: Chemical Structure and Bonding Characteristics of Metal Hydrogen Systems Studied by the Surface Analytical Techniques SIMS and XPS,J. Alloys and Compounds 293-295 (1999) 202-212

J. Kintrup, I. Untiedt, H. Züchner: Photoelektronenspektroskopie an Metall-Wasserstoff-Systemen,Hrsg: D. Hirschfeld, Gesellschaft für Bergbau, Metallurgie, Rohstoff- und Umwelttechnik (2000) 71-76