Doktorand i strukturkemi avseende halidbaserade fasta jonledare

Programmet Strukturkemi vid Institutionen för kemi – Ångström har sedan många år en verksamhet inriktad på utveckling av material och tillämpningar inom batteriområdet: Ångström Advanced Battery Center. Vi tar fram nya elektrod- och elektrolytmaterial, karaktäriserar dessa, förbättrar materialen med avseende på batteriprestanda samt studerar grundläggande kemiska egenskaper i batterier med både experimentella och teoretiska metoder. Forskningen är därmed både grundläggande och tillämpad.

Arbetsuppgifter

Projektet syftar till att etablera en vetenskaplig grund för återvinning av fasta elektrolyter som används i fastfasbatterier (ASSB). Projektet är ett samarbete mellan Uppsala universitet, KTH och Université de Lorraine i Frankrike och kombinerar expertis inom fasta tillståndets kemi, batterimaterial, hydrometallurgi, rening och kristallisation.

Projektet fokuserar på litiumbaserade halidiska fasta elektrolyter, en framväxande materialklass med hög jonledningsförmåga och lovande elektrokemisk stabilitet. Det övergripande målet är att förstå hur återvinningsprocessen och föroreningar som introduceras under batteriets användning och återvinning påverkar struktur, jontransport och elektrokemisk prestanda hos återsyntetiserade fasta elektrolyter. Resultaten kommer att användas för att fastställa kvalitetskrav för prekursorer som möjliggör en sluten återvinningskedja för fasta elektrolyter i fastfasbatterier.

Doktoranden kommer att vara placerad vid Uppsala universitet och arbeta med olika delar av återvinningsprocessen. Centrala arbetsuppgifter omfattar syntes och strukturell karakterisering av litiuminnehållande halidiska fasta elektrolyter, framställning och karakterisering av fastfasbattericeller, mätning av jontransport med impedansspektroskopi samt undersökning av hur föroreningar påverkar materialens och cellernas prestanda.

Doktoranden kommer även att delta i utveckling och utvärdering av återvunna prekursorer som framställs genom hydrometallurgiska processer. En forskningsvistelse vid Université de Lorraine i Frankrike, där doktoranden kommer att arbeta med lakning och reningsprocesser, är en integrerad del av projektet. Doktoranden kommer även att samarbeta med forskare vid KTH kring kristallisation och syntes av renade prekursorer.

Arbetet kommer att omfatta en kombination av syntes, strukturell och kemisk karakterisering, elektrokemiska mätningar samt analys och tolkning av experimentella data. Särskild vikt kommer att läggas vid att etablera kvantitativa samband mellan prekursorernas sammansättning, föroreningshalt, kristallstruktur, jontransport och batteriprestanda.

Arbetsuppgifterna kan även omfatta

• Planering och genomförande av luft- och fuktkänslig syntes av oorganiska fasta elektrolyter
• Strukturell och kemisk karakterisering med metoder såsom pulverröntgendiffraktion, SEM-EDS och XPS