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Ionenbewegung in Materialien mit ungeordneten Strukturen - vom Elementarschritt zum makroskopischen Transport / SFB 458

Ionic Motion in Materials with Disordered Structures - From Elementary Steps to Macroscopic Transport

18.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Zentrales Thema ist die Untersuchung ionischer Bewegungsvorgänge in Materialien mit ungeordneten Strukturen, d.h. in strukturell fehlgeordneten Kristallen, in Gläsern und Polymeren. Die Synthese derartiger Ionenleiter sowie die Charakterisierung ihrer strukturellen und dynamischen Eigenschaften bilden den Kern des hochaktuellen Forschungsfeldes “SOLID STATE IONICS“. Das dynamische Verhalten der Ionen in ionischen Materialien mit ungeordneten Strukturen wird auf sehr weiten Zeit- und Längenskalen experimentell verfolgt, vom Nachweis elementarer Platzwechselvorgänge bis zur Vermessung makroskopischer Transporteigenschaften. Hierzu wird eine Vielzahl komplementärer Verfahren eingesetzt, z.B. Neutronenstreuung, Leitfähigkeitsspektroskopie, NMR und Radiotracer-Messungen. Darüber hinaus versuchen wir, mit Hilfe numerischer Simulationen und mit neuartigen Modellen ein vertieftes Verständnis der Vielteilchendynamik zu gewinnen. Unser Synthese, Experiment und Theorie umfassendes Programm soll die Grundlage bilden für die Entwicklung ionischer Materialien mit optimierten Transporteigenschaften.

In collaborative research centre 458, we address the central questions of a discipline now known as SOLID STATE IONICS. These concern the disordered structures and the detailed ionic transport mechanisms in ion-conducting materials. The latter become increasingly important for high-technology applications such as advanced battery systems, fuel cells and chemical sensors. The dynamics of mobile ions in materials with disordered structures are investigated on a wide range of time and length scales extending from the tracing of elementary steps to the measurement of macroscopic transport. Materials studied include crystals (with structural disorder in at least one sublattice), glasses, and polymers. Work on these materials comprises the synthesis and characterisation of new disordered ion-conducting substances, the experimental study of ionic motion and mass transport by complementary techniques (tracer diffusion, NMR, conductivity spectroscopy and others) and the attempt to understand the complex ion dynamics by the help of numerical simulations and physical models. This comprehensive programme will provide a basis for designing materials with optimised ion-transport properties

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr. Klaus Funke
Institut für Physikalische Chemie der Universität Münster
Schloßplatz 4/7 · 48149 Münster
Tel.: (0251) 83-23418 · Fax.: (0251) 83-29138
E-Mail: k.funke@uni-muenster.de

Further Information: www.uni-muenster.de/Chemie/PC/sfb