Prof. Dr. Philipp Adelhelm

Prof. Adelhelm entwickelt alternative Batteriesysteme auf Basis von Natrium, Kalium und anderen häufigen Elementen als kostengünstige und ressourcenschonende Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien. Sein aktueller Fokus liegt auf Natrium-Ionen-Batterien (NIBs) und Natrium-Schwefel-Feststoffbatterien, bei denen er neuartige Elektrolytmaterialien, Kathodenmaterialien und Anodenmaterialien erforscht — insbesondere durch Solvent-Co-Interkalation und die Nutzung von Kohlenstoffnanostrukturen. Die Arbeiten adressieren zentrale Herausforderungen für die Skalierbarkeit und Zyklenstabilität dieser Systeme und zielen auf industriell einsatzreife Demonstratoren für mobile und stationäre Energiespeicher ab. Die Forschung ist hochrelevant für die Elektromobilität, die Netzstabilisierung und die Energiewende in Europa, da Natrium-basierte Batterien eine technologische Diversifizierung ermöglichen und Versorgungssicherheit erhöhen.

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• Natriumbasierte feste Sulfid- und Oxid-Elektrolyt-Batterien

  Quelle ↗

  Förderer: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt Zeitraum: 01/2020 - 07/2022 Projektleitung: Prof. Dr. Philipp Adelhelm

• Natrium-Ionen Batterie Demonstratoren für mobile und stationäre Energiespeicher

  Quelle ↗

  Förderer: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt Zeitraum: 01/2020 - 07/2022 Projektleitung: Prof. Dr. Philipp Adelhelm

• Low Cost and Efficient Sodium-Ion Batteries Based on Abundant Elements

  Quelle ↗

  Förderer: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt Zeitraum: 01/2020 - 04/2021 Projektleitung: Prof. Dr. Philipp Adelhelm

• From Lithium‐Ion to Sodium‐Ion Batteries: Advantages, Challenges, and Surprises

  2017

  Angewandte Chemie International Edition · DOI

  Mobile and stationary energy storage by rechargeable batteries is a topic of broad societal and economical relevance. Lithium-ion battery (LIB) technology is at the forefront of the development, but a massively growing market will likely put severe pressure on resources and supply chains. Recently, sodium-ion batteries (SIBs) have been reconsidered with the aim of providing a lower-cost alternative that is less susceptible to resource and supply risks. On paper, the replacement of lithium by sodium in a battery seems straightforward at first, but unpredictable surprises are often found in practice. What happens when replacing lithium by sodium in electrode reactions? This review provides a state-of-the art overview on the redox behavior of materials when used as electrodes in lithium-ion and sodium-ion batteries, respectively. Advantages and challenges related to the use of sodium instead of lithium are discussed.

• Use of Graphite as a Highly Reversible Electrode with Superior Cycle Life for Sodium‐Ion Batteries by Making Use of Co‐Intercalation Phenomena

  2014

  Angewandte Chemie International Edition · DOI

  Although being the standard anode material in lithium-ion batteries (LIBs), graphite so far is considered to fail application in sodium-ion batteries (NIBs) because the Na-C system lacks suitable binary intercalation compounds. Here we show that this limitation can be circumvented by using co-intercalation phenomena in a diglyme-based electrolyte. The resulting compound is a stage-I ternary intercalation compound with an estimated stoichiometry of Na(diglyme)2C20. Highlights of the electrode reaction are its high energy efficiency, the small irreversible loss during the first cycle, and a superior cycle life with capacities close to 100 mAh g(-1) for 1000 cycles and coulomb efficiencies >99.87%. A one-to-one comparison with the analogue lithium-based cell shows that the sodium-based system performs better and also withstands higher currents.