Zukunftsweisende elektrochemische Energiespeicherung

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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. 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.

Elektrochemie der Batterien

Die Forschungsgruppe Elektrochemie der Batterien beschäftigt sich breitgefächert mit der Erforschung neuartiger elektrochemischer Speichersysteme, wie Lithium-Ionen-, Lithium-Luft- und Lithium-Schwefel-Batterien. Darüber hinaus werden weitere zukunftsträchtige Systeme erforscht. Dies sind,- insbesondere auf Natrium und Magnesium basierende Zellsysteme,- sowie Superkondensatoren und Redox-Flow Batterien.

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Grundlagen der Elektrochemie

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.

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Wechselwirkung Elektrode & Elektrolyt

Die Forschungsgruppe Wechselwirkung Elektrode & Elektrolyt beschäftigt sich mit dem grundlegenden Verständnis der Grenzflächenprozesse auf der molekularen Ebene um Lithium-Ionen-Batterien zu optimieren

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