Untersuchungen zur Morphologie und Zusammensetzung von 0-3 Kompositdielektrika neuartiger Kondensatoren zur Energiespeicherung

Abstract

The unsteady generation of electricity with the help of renewable energies makes the use of effective energy storage devices inevitable. Based on their high production costs and their high risk potential, state of the art lithium ion batteries seem to be an unsuitable choice to tackle large scale energy storage problems. An alternative approach to solve this issue are capacitors based on 0-3 composite dielectrics. Their low production costs, high robustness combined with no necessary maintenance as well as their fast charge and discharge cycles show the potential to be an ideal technology in order to be the future solution for grid scale application. Here, the scope of this work deals with the microscopic and spectroscopic investigation of the structure and composition of the respective dielectrics. Only while having the desired stoichometries and wanted morphologies, significant performance parameters can be reached.

Die unstete Erzeugung von Strom mittels regenerativer Energien erfordert die Nutzung effektiver Speichertechnologien, sodass kurzfristige Engpässe überbrückt werden können. Aufgrund der hohen Kosten und des vorhandenen Gefahrenpotentials der derzeit dominierende Lithium-Ionen-Technologie, müssen Alternativlösungen zur großflächigen Anwendung untersucht werden. Hierbei stellen Kondensatoren auf Basis von 0-3 Kompositdielektrika, welche sich durch ihre niedrigen Kosten, ihre Langlebigkeit und ihre schnellen Lade- und Entladezyklen auszeichnen einen validen Lösungsansatz dar aufkommenden Energiespeicherproblemen entgegen zu wirken. Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt dabei auf der mikroskopischen und spektroskopischen Untersuchung der Struktur und Zusammensetzung der entsprechenden Dielektrika, da nur bei Einhaltung der gewünschten Stöchiometrie sowie der richtigen Morphologie wesentliche Leistungsparameter erreicht werden können.