Zukunftsweisende elektrochemische Energiespeicherung

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Grundlagen Elektrochemie

Gruppe Prof. Jacob

Die Forschungsgruppe Grundlagen der Elektrochemie widmet sich der experimentellen Untersuchung der Elektrolyt-Elektrode Grenzfläche durch in situ Methoden, deren Auflösung dem atomaren Niveau möglichst nahe kommt. Gelingt dadurch die Herstellung einer Korrelation zwischen der atomaren Elektrodenstruktur und den wichtigsten Elektrodenprozessen, so lassen sich weitere Optimierungswege des Energiespeichersystems identifizieren.

 

Elektrodenprozesse und die Elektrodenstruktur werden gleichzeitig, während des Lade- und Entladevorgangs, mitverfolgt. Für diesen Zweck werden elektrochemische Messmethoden, wie Zyklovoltammetrie, Impedanzspektroskopie oder Quarz-Mikrowaagemessungen, in den nichtwässrigen Elektrolyten (organische oder ionische Flüssigkeiten, die für Energiespeichersysteme charakteristisch sind) eingesetzt. Durch diese Methoden wird eine Auflösung komplexer Elektrodenvorgänge in einfacheren, einzelnen Elementarprozessen, möglich.

 

Die Struktur der Elektrodenoberfläche wird mittels in-situ Rastertunnelspektroskopie (STM) abgebildet. Im Idealfall lassen sich die beobachteten Strukturänderungen der Elektrodenoberfläche mit den elektrochemisch gemessenen Elementarprozessen in Verbindung bringen, was neue Hinweise auf den Mechanismus der Oberflächenprozesse bringt. Ein grundlegendes Verständnis dieser Aspekte kann auf neue Wege der Systemoptimierung hindeuten.