Fachbereich 12 - Chemie und Pharmazie
Institut für Physikalische Chemie
Prof. Dr. H. Züchner

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 in Abhängigkeit von der Zusammensetzung können viele bisher theoretisch nicht geklärte Vorgänge der Wasserstoff-Speicherung in intermetallischen Phasen besser verstanden werden. 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. Auch andere Systeme wie Nd₂(Fe/Co)₁₄B zeigen unter Wasserstoff-Einfluß signifikante Veränderungen der chemischen Bindungsverhältnisse, der oberflächlichen Zusammensetzung sowie der Morphologie und führen zu technologisch relevanten Materialien mit gang spezifischen magnetischen Eigenschaften. Auch hier ist eine Korrelation zwischen stöchiometrischer Zusammensetzung und dem Grad dieser Veränderungen nachweisbar.

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Ingo Untiedt, Dr. Dirk Lebiedz, Prof. Dr. Harald Züchner

Veröffentlichungen:

D. Lebiedz, H. Züchner, O. Gutfleisch: Journal of Alloys and Compounds, to be published