AK Staab

Forschungsthemen AK Staab

– Gitterbaufehler in kristallinen Festkörpern

– Batteriematerialien

– Nachhaltige Aluminium-Legierungen für den Leichbau

– Physik mit Antimaterie: Positronen-Vernichtung zum Nachweis von Gitterbaufehlern

– Simulatonsrechnung zum besseren Verständnis von Experimenten

2014 - 2017: Projekt UmweltNanoTech:

In diesem Projekt wurden wurden sog. Super-Kondensatoren erforscht.

Mehr Infomationen finden sich auf den Seiten des Projektverbundes UmweltNanoTech.

2017 - 2020: Projekt Na+-Batterie:

Im Nachfolgeprojekt forschen wir an der Entwicklung einer auf Na- statt Li-Ionen basierenden Batterie. Diese hätte nicht die Umweltproblematik der Li-Ionen-Akkumulatoren, da Na-Ionen Bestandteil von Kochsalz (NaCl) sind und somit in riesigen Mengen auch in Deutschland verfügbar.

2019 - heute: Projekt Gitterbaufehler in Feststoff-Elektrolyten:

Zusammen mit Kolleg*innen der Aalto University Helsinki in Finnland forschen wir aktuell an der Entwicklung neuer Feststoff-Elektrolyte für Li-Ionen-Batterien. Diese Feststoff-Elektrolyte sind anorganische Feststoffe und damit nicht entflammbar / feuergefählich wie heute Li-Ionen-Zellen. Problematisch ist hier jedoch die geringe Ionen-Leitfähigkeit. Da diese - wie im Zirkon-Oxid der Lamda-Sonde - durch Gitterbaufehler gesteuert wrid, untersuchen wir diese Materialien unter anderem mit der Positronen-Vernichtung – aber auch mit Standartmethoden wie XRD, TG, REM, ...

2021 - heute: Projekt Preußisch Blau für die Na+-Batterie:

Zusammen mit Kolleg*innen der Universität Uppsala in Schweden forschen wir aktuell an der Entwicklung neuer Aktivmaterialien zur Interkalation von Na- statt Li-Ionen. Eine Na-Batterie braucht keine kritischen Rohstoffe wie Lithium oder Kobalt. Ladungsträger sind Na-Ionen – ein Bestandteil von Kochsalz (NaCl) und somit in riesigen Mengen auch in Deutschland verfügbar.

Ansprechpartner: Dr. habil. Torsten Staab

Aluminiumlegierungen für Fahrzeug-und Flugzeugbau 

Pulvermetallurgische Werkstoffe

Simulationsrechnungen

Simulationsrechnungen zum besseren Verständnis von Experimenten

Methodische Weiterentwicklungen der Positronen-Vernichtung

Positronen-Annihilations-Lebensdauer-Spektroskopie (PALS = Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy) stellt ein einmaliges Werkzeug zum zerstörungsfreien Nachweis von Mikrostruktureigenschaften (Gefüge, Korngrößen, Gitterbaufehler wie Ausscheidungen, Versetzungen, Leerstellen) dar.

Jedoch beinhaltet die Datenanalyse Multi-Parameter-Fitting-Routinen, was die Auswertung der Spektren erschwert. So sind qualitativ hochwertige Daten ohne experimentelle Artefakte wesentlich. Dies wird durch eine spezielle, selbst entwickelte Software erreicht.

Unsere eignenen Software-Entwicklungen auf GitHub

more details in the ENGLISH VERSION:

Methodological developments for the technique of positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS)

Goal: Positron-annihilation-lifetime-spectroscopy (PALS) provides a powerful technique for non-destructive microstructure investigations in a broad field of material classes. However, the accurate decomposition of lifetime spectra and thus the extraction of the true underlying information from the exponential decays (characteristic lifetime & corresponding intensity) containing the physical meaning of the problem under investigation describes an ill-conditioned problem. Therefore, a quantitative analysis with regard to the studied phenomenon requires the aquisition of high-quality data as an essential prerequisite. 
The data, feasibility studies and works published in the context of this project present several approaches and techniques by experiment and simulations not only on how to achieve the highest level on data accuracy, it should also focus on the identification and evaluation of problems which may occur during the data acquisition and its subsequent treatment.

Source codes related to this topic can be found on github