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Lehrstuhl für Werkstoffverfahrenstechnik

Prof. Dr.-Ing. Christina Roth

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Forschungsgebiete

Redox-Flow-Batterien

Redox-Flow-Batterien speichern elektrische Energie chemisch in Form von in Tanks gelagerten Elektrolytlösungen. Vorteile gegenüber anderen Speichern liegen insbesondere darin, dass die Speicherkapazität unabhängig von der Zellgröße allein durch das Volumen des Elektrolyten beeinflusst werden kann. In unseren Projekten wollen wir die Alterung der porösen Kohlenstoffelektroden besser verstehen und verbesserte C-C Kompositelektroden herstellen. Dabei verwenden wir insbesondere auch elektroanalytische Methoden (RDE, ACCV, DRT-EIS), um den Zusammenhang zwischen Struktur und Aktivität zu untersuchen.


Brennstoffzellen

Der Einsatz von Brennstoffzellen als Energiewandler mit hohem thermodynamischen Wirkungsgrad bietet eine klimafreundliche und emissionsarme Alternative zu fossilen Brennstoffen. Damit steht die Brennstoffzelle im Zentrum der aktuellen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung. Im Fokus unserer Forschung stehen die Synthese von edelmetall-basierten sowie edelmetall-freien nanostrukturierten Katalysatormaterialien für die elektrochemische Sauerstoffreduktion. Dabei interessieren wir uns insbesondere für die sogenannte HT-PEM Brennstoffzelle, die unter anderem die erhöhte Betriebstemperatur als Vorteil hat. Die Vergiftung der aktiven Pt-Zentren untersuchen wir im Betrieb mit Röntgenabsorptionsspektroskopie und versuchen diese durch die Verwendung organischer Additive positiv zu beeinflussen.


Direkte reduktive Umwandlung von CO2

Zur chemisch-stofflichen Speicherung von erneuerbarer Elektrizität soll die Wasserelektrolyse direkt mit der Umwandlung von Kohlenstoffdioxid (CO2) in höherwertige Produkte (z. B. CO, C2H4, CH3OH), gekoppelt werden. Insbesondere Kupfer ist als Katalysator für die CO2-Elektroreduktion geeignet. In einem aktuellen Projekt verwenden wir über negative Wasserstoffblasentemplatierung hergestellte Cu und CuAg-Filme als Modellsysteme, um den Einfluss von Zusammensetzung und Porengröße auf die entstehenden Produkte zu analysieren.


Elektrospinnverfahren

Das Elektrospinnverfahren ist eine vielfältig variierbare Methode zur Herstellung von Faserstrukturen mit sehr hohen spezifischen Oberflächen. Elektrogesponnene PAN-Filze können karbonisiert und in Brennstoffzellen, Redox-Flow-Zellen oder in weiteren elektrochemischen Energieanwendung, bei denen hochporöse Materialien zum Einsatz kommen, eingesetzt werden. In unserer Arbeitsgruppe stellen wir mit Elektrospinning feinfaserige Kohlenstoffnetzwerke sowie hohle Faserstrukturen her und untersuchen die Kombination von Polymerfasern mit Metallen.



Verantwortlich für die Redaktion: Maximilian Kutter

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