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Modelling and characterization of carbon networks

Patel, Hemangi und Kröner, Jessica und Schwan, Marina und Milow, Barbara und Rege, Ameya Govind (2023) Modelling and characterization of carbon networks. Workshop on Aerogels Characterization and Modelling, 2023-03-29 - 2023-03-31, Debrecen, Hungary.

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Kurzfassung

Carbon aerogels are highly open-porous solid materials in which a gas occupies more than 90% of their volume. Therefore, they show a low density, a large inner surface area, a high pore volume and high electrical conductivity. These properties make carbon aerogels an excellent candidate for a cathode material for metal-sulphur batteries. The conversion reaction of sulphur and the formation of Li2S cause a large volume expansion, which results in a reduction of electron transport paths and thus a decrease in kinetics. Flexible carbon aerogels with tailored microstructure can accommodate volume expansion due to their ability for reversible deformation up to a certain degree during cycling, thereby resulting in high-performance cells. In this work, we present first experimental results on the synthesis and characterization of stiff and flexible carbon aerogels. Carbon aerogels are synthesized by carbonization of resorcinol-formaldehyde aerogels produced by sol-gel process. Density, pore size and inner surface area of these aerogels are measured to study their potential applications in metal-sulphur batteries. First look into the methodology and results on a first-of-its-kind molecular study on a stiff carbon aerogel-like nanostructures will also be presented. Molecular dynamics (MD) studies present a detailed insight into the atomic-scale phenomena that underlie the formation of the porous network of carbon aerogels. The AIREBO potential3, which is shown to accurately interpret carbon-carbon interactions, is used to simulate the nano-porous carbon network. The mechanical properties of these initial carbon networks are studied under uniaxial compression.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197854/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Modelling and characterization of carbon networks
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Patel, HemangiHemangi.Patel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0939-7062147000680
Kröner, JessicaJessica.Kroener (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwan, MarinaMarina.Schwan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Milow, BarbaraBarbara.Milow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6350-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Rege, Ameya GovindAmeya.Rege (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9564-5482NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 März 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Carbon aerogels, molecular dynamics, mechanical properties
Veranstaltungstitel:Workshop on Aerogels Characterization and Modelling
Veranstaltungsort:Debrecen, Hungary
Veranstaltungsart:Workshop
Veranstaltungsbeginn:29 März 2023
Veranstaltungsende:31 März 2023
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - FFAE - Fahrzeugkonzepte, Fahrzeugstruktur, Antriebsstrang und Energiemanagement
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe
Hinterlegt von: Patel, Hemangi
Hinterlegt am:20 Nov 2023 09:56
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:58

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