Grenzflächeneigenschaften und -reaktionen ionischer Flüssigkeiten von/mit Halbleitern, Kohlenstoffmaterialien und ihrer Komposite für Energieanwendungen

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Endres
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391901927

Dieses Projekt beschreibt im Rahmen des DFG-NSFC-Programms eine bilaterale Forschungskooperation zwischen dem Harbin Institute of Technology, China (HIT), und der Technischen Universität Clausthal (TU Clausthal). Die gemeinsame Forschung zielt auf die Entwicklung von fortgeschrittenen Analysemethoden und in situ-Techniken für die Untersuchung der Grenzflächeneigenschaften und Grenzflächenreaktionen von ionischen Flüssigkeiten (ILs) von/an Halbleitern, kohlenstoffbasierten Materialien und deren Verbundwerkstoffe für Energieanwendungen. Ionische Flüssigkeiten sind als Medien für die Herstellung von elektroaktiven Materialien und als Elektrolyt für nachhaltige Energietechnologien aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften, wie weitem elektrochemischem Fenster und vernachlässigbarem Dampfdruck, von hohem Interesse, wobei hier ein grundlegendes Verständnis der Grenzflächeneigenschaften erforderlich ist. Für eine erfolgreiche Durchführung des Projekts sind die Beiträge beider Institutionen klar definiert. HIT konzentriert sich auf die Herstellung von verschiedenen Arten von Materialien, einschließlich nanostrukturierter Halbleiter, kohlenstoffbasierter Materialien (Kohlenstoff-Nanoröhrchen, Graphen-Materialien und poröse Kohlenstoff-Gerüste) und deren Verbundwerkstoffe (Si/Graphen, Ge/Graphen und TiO2/Kohlenstoff-Nanoröhrchen). Die TU Clausthal wird vor allem die Grenzflächenstruktur und Grenzflächenreaktionen von ILs mit in situ-Techniken, wie in situ AFM, in situ XPS und electrowetting, untersuchen. Dabei spielen die Ionen der IL, die Struktur des Substrats, die gelösten Spezies, das Elektrodenpotential und die Temperatur eine wichtige Rolle. Schließlich werden diese optimierten Materialien (ILs, Halbleiter und kohlenstoffbasierte Materialien) für nachhaltige Energiematerialien genutzt. Die Kooperation wird durch gegenseitigen Austausch und Besuche des von den beiden Institutionen beteiligten Personals gestärkt. Wir stellen einige technische Hintergrundinformationen zur Verfügung, beschreiben die offenen Probleme, die angesprochen werden sollen, und streben gemeinsame Publikationen an.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Yao Li