Mechanochemie als nachhaltiges Prinzip zur Synthese und Funktionalisierung nanostrukurierter Kohlenstoffmaterialien in der elektrochemischen Energiespeicherung
Laufzeit: Juli 2015 - Juli 2020
Das Verwirklichen der Ziele des Energiekonzeptes 2050 ist eine der großen Herausforderungen der nächsten Jahre. Es ist untrennbar an die Nutzung erneuerbarer Energien wie Wind und Sonne gekoppelt. Die Diskontinuität dieser Energiequellen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen, sowie deren unzureichende Eignung für den Mobilitätssektor macht jedoch die Speicherung elektrischer Energie erforderlich.
Poröse, nanostrukturierte Kohlenstoffe bewiesen in diesem Zusammenhang in den letzten Jahren ihr enormes Potential als Elektrodenmaterialien, insbesondere in Zukunftstechnologien wie Superkondensatoren, Lithium-Schwefel- (Li-S-) Batterien und Brennstoffzellen. Allerdings sind die Syntheseverfahren gerade der Spitzenreitermaterialien noch immer zeit- und kostenintensiv. Sie produzieren in oft mehrstufigen Reaktionen große Mengen Abfall, zumeist Lösungsmittel, was den Anforderungen an Nachhaltigkeit widerspricht.
Im Projekt „Mechanocarb“ wird Mechanochemie, als ressourcen-, energie- und zeiteffizientes Prinzip zur Synthese und Funktionalisierung poröser kohlenstoffbasierter Elektrodenmaterialien etabliert. Neben einem grundlegenden Verständnis der mechanochemischen Generierung von Porosität in Kohlenstoffen, werden zudem gezielt poröse Kohlenstoffe aus erneuerbaren Rohmaterialien oder Abfallprodukten hergestellt und elektrochemisch für die Anwendung als Superkondensatoren und Li-S-Batterien charakterisiert. Darüber hinaus werden herkömmliche Kohlenstoffmaterialien mechanochemisch veredelt und so ihre Leistungsfähigkeit gesteigert.
Die Nachwuchsgruppe “Mechanocarb” wird gefördert durch das
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Und ist ein Projekt der Förderinitiative
„Materialforschung für die Energiewende“ 03SF0498