Elektrochemie

Die Entwicklung von neuen Batterien mit hohen Energiedichten, schnellerer Kinetik und höherer Stabilität erfordert eine gezielt ausgerichtete Grundlagenforschung. Dafür ist zu ermitteln, welche reversiblen elektrochemischen Prozesse bei hohen Zellspannungen und Strömen ablaufen. Bei der Entladung einer Batterie wird gespeicherte chemische Energie durch sog. elektrochemische Redox-Reaktionen (Transfer von Elektronen während der Reaktionen) in elektrische Energie umgewandelt.

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Das Forschungsfeld

Im Forschungsfeld Elektrochemie untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler u.a. die Grenzflächen von Elektrode (Elektronenleiter) und Elektrolyt (Ionenleiter), an der die batteriespezifische Redox-Reaktion abläuft. Dabei steht die Struktur der Grenzfläche bis hin zur atomaren Ebene im Fokus, um die darin ablaufenden elektrochemischen Prozesse und Wechselwirkungen zu verstehen. Ziel ist es, mithilfe von Modellen die Prozesse in realen Energiespeichern erfassen zu können und so Verbesserungsansätze für die Effizienz und Stabilität von Batterien abzuleiten. Gleichzeitig werden Alternativen zum herkömmlichen Lithium getestet, um die Basis für den Batterietyp der nächsten und übernächsten Generation zu schaffen.

Forschungsgruppen

Prof. Dr. Stefano Passerini Electrochemistry for Batteries Die Forschungsgruppe "Elektrochemie der Batterien" erforscht ein breit gefächertes Themenportfolio rund um die elektrochemischen Energiespeicher für einen nachhaltigen Umgang mit Ressourcen, Umwelt und Ökonomie. Zur Arbeitsgruppe
Prof. Dr. Timo Jacob Basics of Electrochemistry Die Forschungsgruppe "Grundlagen der Elektrochemie" untersucht die grundlegenden Aspekte in elektrochemischen Prozessen für elektrochemische Energiespeicher. Unter anderem gilt es die Veränderungen während des Auflade- und Entladeprozesses zwischen der Oberfläche der Elektroden und des Elektrolyten zu untersuchen. Zur Arbeitsgruppe
Dr. Roswitha Zeis Electrochemical Energy Conversion Die Forschungsgruppe "Electrochemical Energy Conversion" testet neue Materialien und Methoden für die Entwicklung von Vanadium Redox Flow Batterien (VRFBs) und Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (HT-PEMFCs). Zur Arbeitsgruppe
Jun.-Prof. Dr.-Ing. Helge S. Stein Applied Electrochemistry Die Forschungsgruppe "Applied Electrochemistry" entwickelt eine autonome Materialsynthese, Hochdurchsatz-Charakterisierung, Data-Mining-Techniken unter Zuhilfenahme von Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) in der Versuchsauswertung und -planung. Zur Arbeitsgruppe

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