Alterung eines elektrochromen Elements, insbesondere der Elektrolytschicht

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hans-Peter Heim
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 397477553

In diesem Forschungsvorhaben soll das Alterungsverhalten chromogener Systeme auf Kunststoffbasis untersucht werden. Bei chromogenen Systemen (CS) handelt es sich um Materialien oder Mehrschichtaufbauten, die durch äußere Stimuli (Licht, elektrische Spannung, Temperatur und Druck) ihre Farbe und/ oder ihre Transparenz ändern. Eine spezielle Gruppe der CS sind die elektrochromen Systeme (electrochromic devices ECD), welche aufgrund einer angelegten Spannung ihre optischen Eigenschaften ändern. Ihr potentielles Einsatzgebiet liegt überall dort, wo Verscheibungen oder Displays aktiv geschaltet werden sollen. Einige wenige Systeme befinden sich derzeit im Einsatz. Alle derzeit aus der Praxis oder der Literatur bekannten Systeme weisen Schwächen hinsichtlich des Alterungsverhaltens auf.Der Aufbau des sog. Batterietyps sieht zwei Kunststoff-Substrathälften mit jeweils einer Elektrode zuzüglich einer Gegen- bzw. einer Arbeitselektrode vor, zwischen denen sich ein ionenleitender, aber elektrisch isolierender Elektrolyt befindet. In diesem Fall übernimmt ein entsprechend modifiziertes PU die Funktion des Elektrolyten und der Laminierung der Substrathälften. Im Vergleich zu flüssigen oder gelförmigen Elektrolyten hat das aushärtende PU System den Vorteil, dass es bei einer späteren Weiterverarbeitung durch Hinterspritzen oder Thermoformen temperatur- und formbeständiger ist, wie Vorarbeiten des Antragstellers zeigten. Außerdem zeigte sich in ersten Voruntersuchungen schon eine deutlich verbesserte Alterungsbeständigkeit, auch auf Grund weniger Wechselwirkungen mit den anderen Schichten des ECD. In diesem Vorhaben soll deshalb die Alterung dieses speziellen für die Kunststofftechnik geeigneten Typs von ECDs, mit Fokus auf den PU basierten Elektrolyten, untersucht werden. Die Forschungsarbeiten umfassen umfangreiche experimentelle Arbeiten, die mittels einer modellhaften Beschreibung ausgewertet und greifbar gemacht werden sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen