TY - GEN A1 - Perk, M. A1 - Großwig, S. A1 - Pfeiffer, T. A1 - Rembe, M. A1 - den Hartogh, M. A1 - Weege, S. A1 - Krebber, Katerina A1 - Dijk, H. L. T1 - Faseroptische Leckage-Ortung zum Nachweis von Undichtheiten in Bohrlochkomplettierungen N2 - Im Rahmen der Integritätsbe­wertung einer zementierten 13 3/8" Rohrtour einer Sole-Produktionsbohrung wurden erstmals 2018 zeitgleich faserop­tische Temperaturmessungen (DTS) und faseroptische Akustikmessungen (DAS) durchgeführt und ausgewertet. Dazu wurde die Bohrung zeitweise mit Stick­stoff bespannt und wieder entlastet. T2 - DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung 2020 CY - Celle, Germany DA - 15.​04.​2020 KW - Kavernenspeicher KW - Verteilte faseroptische akustische Sensorik KW - Wasserstoffspeicher PY - 2020 N1 - Die DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2020 wurde abgesagt, der Tagungsband aber trotzdem veröffentlicht. - The DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2020 was cancelled, the proceedings were published nevertheless. VL - 136 IS - 4 SP - 25 EP - 26 PB - DVV Media Group CY - Hamburg AN - OPUS4-50783 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sachse, René A1 - Bernsmeier, D. A1 - Schmack, R. A1 - Häusler, I. A1 - Hertwig, Andreas A1 - Kraffert, K. A1 - Nissen, J. A1 - Kraehnert, R. T1 - Colloidal bimetallic platinum–ruthenium nanoparticles in ordered mesoporous carbon films as highly active electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction N2 - Hydrogen features a very high specific energy density and is therefore a promising candidate for clean fuel from renewable resources. Water electrolysis can convert electrical energy into storable and transportable hydrogen gas. Under acidic conditions, platinum is the most active and stable monometallic catalyst for the hydrogen evolution reaction (HER). Yet, platinum is rare and needs to be used efficiently. Here, we report a synthesis concept for colloidal bimetallic platinum–ruthenium and rhodium–ruthenium nanoparticles (PtRuNP, RhRuNP) and their incorporation into ordered mesoporous carbon (OMC) films. The films exhibit high surface area, good electrical conductivity and well-dispersed nanoparticles inside the mesopores. The nanoparticles retain their size, crystallinity and composition during carbonization. In the hydrogen evolution reaction (HER), PtRuNP/OMC catalyst films show up to five times higher activity per Pt than Pt/C/Nafion® and PtRu/C/Nafion® reference catalysts. KW - Ordered mesoporous carbon KW - Bimetallic noble metal nanoparticles KW - Platinum-ruthenium colloid KW - Electrolysis KW - Hydrogen evolution reaction PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-506868 DO - https://doi.org/10.1039/C9CY02285F SN - 2044-4753 VL - 10 IS - 7 SP - 2057 EP - 2068 PB - Royal Society of Chemistry AN - OPUS4-50686 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - BAM-Aktivitäten im Bereich Elektrische Energiespeicher N2 - Der Beitrag stellt die aktuellen, relevanten BAM-Projekte im Bereich der Sicherheit elektrischer Energiespeicher vor. Weiterhin werden derzeitige Kooperationen mit der vfdb präsentiert. T2 - 82. Sitzung Referat 10, Umweltschutz der vfdb (Vereinigung zur Förderung des deutschen Brandschutzes e.V.) CY - Online meeting DA - 04.11.2020 KW - Behälterversagen KW - Fahrzeugbrand KW - Auswirkungsbetrachtung KW - Alternative Antriebe KW - Fragment PY - 2020 AN - OPUS4-51522 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Amano, K.O.A. A1 - Hahn, S.-K. A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Rappsilber, Tim A1 - Krause, U. T1 - Experimental Investigation on Explosion Pressure Characteristics of Lithium-based (NMC) Pouch Batteries during Thermal Runaway N2 - Lithium ion batteries (LIBs) are prone to spontaneous and subsequent fire or explosion resulting from thermal runaway. The vented gases are not only toxic and flammable, their emission can also raise the surrounding pressure rapidly. In this study, characteristic variations of explosion pressure rise, rate of explosion pressure rise and 𝐾(sT)-value have been evaluated. The characteristic 𝐾(𝑠𝑇)-values were determined to evaluate the explosive behavior of LIBs during thermal runaway. The estimated values were compared to that of other explosive substances. T2 - Batterieforum Deutschland 2021 CY - Online meeting DA - 20.01.2021 KW - Pressure KW - Lithium KW - Thermal Runaway KW - Battery KW - Pouch PY - 2021 AN - OPUS4-52033 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Seher, Julia A1 - Fröba, M. T1 - Shape matters: The effect of particle morphology on the fast-charging performance of LiFePO4/C nanoparticle composite electrodes N2 - For the successful use of lithium-ion batteries in automotive applications, reliable availability of high storage capacity and very short recharging times are essential. In order to develop the perfect battery for a certain application, structure–property relationships of each active material must be fully understood. LiFePO4 is of great interest due to its fast-charging capability and high stability regarding its thermal resistance and chemical reactivity. The anisotropic lithium-ion diffusion through the LiFePO4 crystal structure indicates a strong dependence of the electrochemical performance of a nanostructured active material on particle morphology. In this paper, the relationship of the particle morphology and fast-charging capability of LiFePO4/C core/shell nanoparticles in half-cells was studied. For this purpose, a new multistep synthesis strategy was developed. It involves the combination of a solvothermal synthesis followed by an in situ polymer coating and thermal calcination step. Monodisperse rodlike LiFePO4 nanoparticles with comparable elongation along the b-axis (30–50 nm) and a varying aspect ratio c/a (2.4–6.9) were obtained. A strong correlation of the fast-charging capability with the aspect ratio c/a was observed. When using LiFePO4 nanoparticles with the smallest aspect ratio c/a, the best electrochemical performance was received regarding the specific capacity at high C-rates and the cycling stability. A reduction of the aspect ratio c/a by 30% (3.6 to 2.4) was found to enhance the charge capacity at 10 C up to an order of magnitude (7.4–73 mA h·g–1). KW - LiFePO4 KW - Schnellladung KW - Nanoparticles KW - Carbon KW - Chemical synthesis KW - Electrochemical cells KW - Materials PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-533004 DO - https://doi.org/10.1021/acsomega.1c03432 SN - 2470-1343 VL - 6 IS - 37 SP - 24062 EP - 24069 PB - American Chemical Society CY - Washington, DC AN - OPUS4-53300 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pampel, Jonas T1 - Neues aus der Welt der Lithiumbatterien: Jüngste Forschungsergebnisse und deren Auswirkungen auf die Beförderung und Lagerung N2 - Das Verhalten von Batteriezellen bei Beschädigung ist von hoher Bedeutung für die Einschätzung der Sicherheit bei Transport, Lagerung sowie Verwendung. Die Auswirkungen bei Schädigung hängen natürlich von der Art der Zelle, jedoch auch vom Ladezustand und der Schädigungsmethode ab. Im Vortrag werden die Schädigungsversuche von Einzelzellen sowie Propagationsversuche an der BAM für verschieden Ladezustände präsentiert. Des Weiteren werden die aktuellen Vorgaben/Empfehlungen bezüglich der Lagerung von Lithium-Batterien kurz dargestellt. Darüber hinaus werden die neusten Entwicklung bezüglich der Vorgaben für den Transports von Natrium-Ionen-Batterien vorgestellt und diskutiert. T2 - 18. Gefahrgut Technik Tage CY - Berlin, Germany DA - 18.11.2021 KW - Lithium-Batterien KW - Sicherheit KW - Thermisches Durchgehen KW - Batterie-Lagerung KW - Batterie-Transport PY - 2021 AN - OPUS4-54078 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bloi, L. M. A1 - Hippauf, F. A1 - Boenke, T. A1 - Rauche, M. A1 - Paasch, S. A1 - Schutjajew, K. A1 - Pampel, Jonas A1 - Schwotzer, F. A1 - Dörfler, S. A1 - Althues, H. A1 - Oschatz, M. A1 - Brunner, E. A1 - Kaskel, S. T1 - Mechanistic insights into the reversible lithium storage in an open porous carbon via metal cluster formation in all solid-state batteries N2 - Porous carbons are promising anode materials for next generation lithium batteries due to their large lithium storage capacities. However, their highsloping capacity during lithiation and delithiation as well as capacity fading due to intense formation of solid electrolyte interphase (SEI) limit their gravimetric and volumetric energy densities. Herein we compare a microporous carbide-derived carbon material (MPC) as promising future anode for all solid-state batteries with a commercial high-performance hard carbon anode. The MPC obtains high and reversible lithiation capacities of 1000 mAh g−1carbon in half-cells exhibiting an extended plateau region near 0 V vs. Li/Li+ preferable for full-cell application. The well-defined microporosity of the MPC with a specific surface area of >1500 m2 g−1 combines well with the argyrodite-type electrolyte (Li6PS5Cl) suppressing extensive SEI formation to deliver high coulombic efficiencies. Preliminary full-cell measurements vs. nickel-rich NMC-cathodes (LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2) provide a considerably improved average potential of 3.76 V leading to a projected energy density as high as 449 Wh kg−1 and reversible cycling for more than 60 cycles. 7Li Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy was combined with ex-situ Small Angle X-ray Scattering to elucidate the storage mechanism of lithium inside the carbon matrix. The formation of extended quasi-metallic lithium clusters after electrochemical lithiation was revealed. KW - All solid-state battery KW - Microporous carbon KW - Lithium battery KW - Anode PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.11.061 SN - 0008-6223 VL - 188 SP - 325 EP - 335 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-54079 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Perk, M. A1 - Großwig, S. A1 - Pfeiffer, T. A1 - Rembe, M. A1 - den Hartogh, M. A1 - Weege, S. A1 - Krebber, Katerina A1 - Dijk, H. L. T1 - Faseroptische Leckage-Ortung zum Nachweis von Undichtheiten in Bohrlochkomplettierungen N2 - Im Rahmen der Integritätsbewertung einer zementierten 13 3/8" Rohrtour einer Sole-Produktionsbohrung wurden erstmals 2018 zeitgleich faseroptische Temperaturmessungen (DTS, Distributed Temperature Sensing) und faseroptische Akustikmessungen (DAS, Distributed Acoustic Sensing) durchgeführt und ausgewertet. Dazu wurde die Bohrung zeitweise mit Stickstoff bespannt und wieder entlastet. Durch die Bespannung der Bohrung mit Stickstoff in Kombination mit dem Herunterdrücken des Stickstoff-Sole-Spiegels unter den Rohrschuh der 13 3/8" Rohrtour, konnte Stickstoff aus der Kavernenbohrung durch eine Leckagestelle in die Zementation übertreten und dort ein Stickstoff-Reservoir bilden. Bei der anschließenden Stickstoffentlastung erfolgte der Wiederanstieg des Stickstoff-Sole-Spiegels deutlich schneller als die Entleerung des in der Zementation angelegten Stickstoff-Reservoirs. Der dadurch entstandene Druckgradient hatte zur Folge, dass an der Leckagestelle der Stickstoff aus der Zementation in die aufsteigende Sole in Form von Bläschen eingetreten und dort aufgestiegen ist. Dieser Übertritt der Stickstoffbläschen war sowohl mit der Entstehung eines akustischen Geräusches als auch mit einer Temperaturänderung verbunden, welche mit der DAS- und DTS-Technik nachgewiesen werden konnten. Um die Ergebnisse bzgl. ihres physikalischen Hintergrundes zu überprüfen und basierend auf einer mathematisch-physikalischen Grundlage eine nachvollziehbare Interpretation der Messergebnisse zu ermöglichen, wurde ein numerisches Simulationsmodell der gekoppelten Festkörper- und Druckakustik für die Bohrung aufgebaut. Das Modell berücksichtigt die Geologie und die Komplettierung der Kavernenbohrung. Nach Identifikation der Schallquelle konnte mit dem Modell die Ausbreitung des Schalldrucks in der Bohrung erfolgreich nachgestellt werden. Um dieses Verfahren einer simultanen DAS-DTS-Messung in eine feldtaugliche Version zu überführen, läuft seit November 2019 ein breit angelegtes und vom BMWi gefördertes ZIM-Kooperationsprojekt zwischen der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), der IAB Weimar gGmbH, der GESO GmbH & Co. Projekt KG, der DEEP.KBB GmbH sowie der Rembe Consulting PartG mbB. Durch die Messdatenkopplung und den Wegfall der bewegungsbedingten Nachteile einer Messsonde werden präzisere Ergebnisse zur Bewertung der Bohrlochintegrität erwartet. Das Ziel ist, mit Hilfe der noch zu entwickelnden einfachen und robusten Technik, quantitative Aussagen über die Zustände im verrohrten Bohrloch direkt am Messplatz treffen zu können, wobei ein Fokus auf Detektierung und Quantifizierung von Kleinstleckagen liegt. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes kommt neben numerischen Berechnungen auch ein geplanter Bohrlochsimulator zum Einsatz, mit dem umfangreiche Untersuchungen zur Ermittlung der Grenzparameter und Detektionsschwellen durchgeführt werden sollen. T2 - DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung 2020 CY - Celle, Germany DA - 15.​04.​2020 KW - Kavernenspeicher KW - Verteilte faseroptische akustische Sensorik KW - Wasserstoffspeicher PY - 2020 UR - https://dgmk.egnyte.com/fl/k3KJMqKMSb#folder-link/ SN - 978-3-947716-04-3 SN - 1433-9013 N1 - Die DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2020 wurde abgesagt, der Tagungsband aber trotzdem veröffentlicht. - The DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2020 was cancelled, the proceedings were published nevertheless. VL - DGMK-Tagungsbericht 2020-1 SP - 106 EP - 121 PB - DGMK - Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle CY - Hamburg AN - OPUS4-52159 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen (SEE-2L) – Vorstellung des Verbundprojekts und Ergebnisse aus Vorversuchen N2 - Der Vortrag stellt das BMBF-Verbundprojekt SEE-2L (Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendung) vor. Darüber hinaus werden Ergebnisse aus Vorversuchen der Universität Magdeburg vorgestellt, in denen Untersuchungen an Batteriezellen hinsichtlich der Gasfreisetzung beim thermischen Durchgehen durchgeführt wurden. T2 - Projekttreffen BMBF-Vorhaben ALBERO CY - Online meeting DA - 20.04.2021 KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - EES KW - Auswirkungsbetrachtungen PY - 2021 AN - OPUS4-52481 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fahmy, Alaa A1 - Kolmangadi, Mohamed Aejaz A1 - Schönhals, Andreas A1 - Friedrich, J. T1 - Structure of plasma‐deposited copolymer films preparedfrom acrylic acid and styrene: Part III sulfonation andelectrochemical properties N2 - Acrylic acid-styrene copolymer films were deposited plasma-chemically more gently using the pulsed plasma mode instead of the continuous mode, with linear and some slightly branched chains and marginal crosslinking. Then, the styrene unit of copolymers was wet-chemically sulfonated by chlorosulfuric acid. On exposure to air, the formed 4-chlorosulfonic acid groups hydrolyze to sulfonic acid groups (-SO3H). FTIR, XPS and broadband dielectric spectroscopy were employed to characterize the composition, the structure, the functional groups, and the electrochemical performance for the copolymers. A high concentration of sulfonic acid-containing groups was obtained in the sulfonated PS sample. The values of the DC conductivity DC for the sulfonated sample of the AA/S copolymer are ca. five orders of magnitude higher than that of the not-sulfonated copolymer materials. KW - Plasma Polymers KW - Electrolyte membrane PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1002/ppap.202100222 SP - 1 EP - 12 PB - Wiley VHC-Verlag AN - OPUS4-54539 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Bernardy, Christopher T1 - Meilensteintreffen BMBF-Vorhaben SEE-2L, Teilvorhaben BAM: Aufbau eines Großversuchsstandes N2 - Der Vortrag stellt den aktuellen Bearbeitungsstand des Teilvorhabens an der BAM dar. Neben dem eigentlichen Aufbau werden auch Herausforderungen bei der Beschaffung der Einzelkomponenten sowie Ergebnisse aus der Literaturrecherches zu den Auswirkungen von Li-Batteriespeichern beim thermischen Durchgehen vorgestellt. Als Abschluss wird noch ein Ausblick auf die anstehenden Probeversuche gegeben. T2 - Meilensteintreffen zum BMBF-Vorhaben SEE-2L (Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen) CY - Online meeting DA - 01.02.2022 KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - Auswirkungsbetrachtungen PY - 2022 AN - OPUS4-54572 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Projekte und Aktivitäten zu Elektrischen Energiespeichern an der BAM N2 - Die Sicherheit von Lithiumbatterien ist ein entscheidender Punkt beim Ausbau der Elektromobilität. Der Beitrag gibt zunächst einen Überblick über das Aktivitätsfeld der elektrischen Energiespeicher an der BAM. Im weiteren werden sowohl die Projekte HaCLIB (Hazard Classification ofLithium-Ion Batteries) als auch SEE-2L (Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in 2nd-Life Anwendung) vorgestellt. Darüber hinaus werden noch die hoheitlichen Aufgaben der BAM im Bereich des Transports von kritisch defekten Batterien erläutert. T2 - Sitzung des ProcessNet-AA Reaktionstechnik sicherheitstechnisch schwieriger Prozesse (AA-RTSSP) der DECHEMA CY - Online meeting DA - 13.04.2022 KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - EES PY - 2022 AN - OPUS4-54649 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -