Forschungsbereich - Elektrochemische Grenzschichten

Die Schwerpunkte dieses Forschungsgebietes umfassen aktuell die vielfältigen Fragestellungen zur Grenzschicht zwischen Elektrode und Elektrolyt, also dem Bereich, wo elektrochemische Reaktionen ablaufen. Dabei untersuchen wir neben der Struktur der Elektrode/Elektrolyt-Grenzschicht auch den daran ablaufenden Prozessen, z.B. SEI-Bildung in Batterien, Degradationsmechanismen, Katalysator-(Weiter)Entwicklung, Prozeßoptimierung, usw., auch die Reaktionsabläufe in Batterien oder Brennstoffzellen.

Experiment

Das grundlegende Verständnis und die Auflösung lokaler elektrochemischer Reaktionen an der Metall / Elektrolyt-Grenzfläche ist der Schlüssel, um transformative Fortschritte bei der Energiespeicherung, Katalyse und biologischen Anwendungen zu ermöglichen. Die Identifizierung von Beziehungen zwischen den mikroskopischen Eigenschaften adsorbierter Reaktanten und Zwischenprodukte und den makroskopischen kinetischen Raten elektrochemischer Reaktionen könnte dazu beitragen, maßgeschneiderte Oberflächen mit der mikroskopischen Struktur zu erzeugen, die zum Erreichen der gewünschten katalytischen Eigenschaften erforderlich ist. Die mikroskopische In-situ-Abbildung von Elektrodenoberflächen hilft dabei, die strukturellen Eigenschaften von Schichten auf Oberflächen auf atomarer Ebene im realen Raum aufzudecken und mit den Ergebnissen makroskopischer Techniken zu vergleichen. Auf diese Weise ist es möglich, die Besonderheiten elektrochemischer Phänomene nicht nur in Abhängigkeit von der Natur eines Elektrolyten, sondern auch von der Oberflächenstruktur einer Elektrode aufzudecken. Eine leistungsstarke Methode wie In-situ-STM kann die Geheimnisse der elektrochemischen Doppelschicht aufdecken, in der bislang häufig nur Spekulationen innerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft existieren.

Theorie

...folgt in Kürze