Elektrokatalyse
Die Elektrokatalyse ist ein zentraler Bestandteil wichtiger Anwendungen wie Brennstoffzellen oder der Wasserelektrolyse. Wir beschäftigen uns mit der Struktur von molekularen und materialbasierten Katalysatoren unter Arbeitsbedingungen. Gleichzeitig wollen wir damit wichtige Korrelationen zwischen der Struktur der aktivierten Zentren und der Effizienz und Selektivität der Reaktion bestimmen. Generell sind wir an allen möglichen Reaktionen und Katalysatoren interessiert. Ziel unserer Untersuchungen ist es wichtige Teilschritte wie Substratanbindung, Reaktionsintermediate sowie Elektronen- und Protonentransfer zu identifizieren und Gemeinsamkeiten zwischen verschiedenen Systemen und Reaktionen zu finden.
Mehr Informationen finden Sie:
Ramuglia (ChemcatChem), Krumbiegel (Chem. Commun.), Ramuglia (ChemElektroChem), Göbel (J. Phys. Chem.)
Inhaltsverzeichnis
2D Materialien
Molekular definierte 2D Materialien zeigen einzigartige Eigenschaften im Bereich der elektrochemischen Energiespeicherung und –transformation. Die Struktur dieser Materialien unterscheidet sich im elektrochemisch aktivierten Zustand gegenüber ihrem Ruhezustand. Während der Ruhezustand sehr gut mit strukturaufklärenden Methoden wie SEM oder XRD bestimmt werden kann, ist die Analyse des elektrochemisch aktiven Zustandes weitaus schwieriger. Wir verwenden hauptsächlich in-situ Schwingungsspektroskopie im Kombination mit elektrochemischen Verfahren um Informationen des aktiven Zustandes zu erhalten. Ein spezieller Fokus liegt auf der Analyse von Redoxübergängen, Protonierungsprozessen und lokaler elektrischer Felder.
Mehr Informationen finden Sie:
Reichmayr (Adv.Mat.Int), Feuerstein (ACS Mat Int), Dominic (J. Phys. Chem), Zhong (Nat. Commun)
Personen:
Anu Joseph
Fanny Reichmayr
Linda Feuerstein
Elektrochemisches Recycling von Carbonfasern
Die Verwendung von Carbonfasern als Bewehrung im Baubereich hat das Potential die CO2 Emission in diesem Bereich signifikant herabzusetzen, da der Ersatz von Stahl durch Kohlenstoff die erforderliche Menge an Zement stark herabsetzt. Die Herstellung der Carbonfasern selber ist allerdings bisher sehr energieaufwendig, so dass ohne ein effektives Recycling dieser Fasern keine zufriedenstellende Nachhaltigkeit erreicht werden kann. Wir beschäftigen uns deshalb in diesem Zusammenhang mit elektrochemischen Recyclingmethoden von Polymer imprägnierten Carbonfasern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, kann das elektrochemische Recycling der Fasern bei Raumtemperatur unter milden chemischen Bedingungen und mit Hilfe von erneuerbaren Energiequellen durchgeführt werden.
Personen:
Vinh Phong Ly
Stefan Röher
Projekte: TRR 280
Elektrochemische Zementherstellung
Die Herstellung von Zement ist weltweit für ca. 8% der CO2 Emissionen verantwortlich. Im Rahmen des neuen Exzellenzclusters CARE testen wir elektrochemische Verfahren zur Zementherstellung, die potentiell CO2 neutral durchgeführt werden können. Die Umwandlung von Startermaterialien vie CaCO3 zu Zement Vorstufen wie Ca(OH)2 ist hierbei gekoppelt an die Wasserelektrolyse und wird angetrieben durch die lokalen pH Gradienten innerhalb des Elektrolyseurs. Bei Verwendung von Silikaten als ausgangsmaterial und der anschließenden Weieterverwertung des erzeugten Wasserstoffs kann dieses Verfahren im Prinzip sogar CO2 negativen Zement herstellen.
Mehr Informationen finden Sie:
Ramuglia (Adv.Sci)
Personen:
Anthony Ramuglia
Stefan Röher
Projekte: CARE