Pentacenetetron-Copolymere als nachhaltige redoxaktive Elektroden, zugeschnitten auf stark eutektische Lösungsmittel als Elektrolyte in Polymerbatterien

• Antragsteller: Professor Dr. Timo Jacob; Professor Dr. Alexander Kühne
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441209207

Polymerbatterien haben das Potenzial, die Lücke bei preisgünstigen und druckbaren Energiespeichern zu schließen. Diese Batterien könnten Niederspannungskomponenten auf gedruckten Chips, wie z. B. aktive RFID-Etiketten, versorgen. Für viele Anwendungen sollte die gedruckte Elektronik biologisch abbaubar und im Idealfall kompostierbar sein. Der biologische Abbau elektronenreicher Moleküle erfolgt jedoch häufig durch Oxidation - ein Prozess, der auch für die Energiespeicherung in diesen Geräten unerlässlich ist. Außerdem enthält der Elektrolyt oft umweltschädliche Salze und Lösungsmittel. Hier untersuchen wir vollständig biologisch abbaubare Polymerelektroden für Batterien in Kombination mit stark eutektischen Lösungsmitteln (DES) als Elektrolyte. Wir konzentrieren uns auf Pentacenetetraon als Monomer für redoxaktive Polymere mit hoher Ladungsdichte und auf DES mit einem Redoxpotentialfenster, das für Pentacenetraon gut geeignet ist. Biologisch abbaubare Co-Monomere ermöglichen die Fragmentierung des Polymers und damit die bakterielle Zersetzung der Pentacenetetraon-Einheiten. Als Ergebnis erhalten wir eine stabile und leistungsstarke Polymerbatterie, die biologisch abbaubar ist. Unsere neuen Redox-Materialien haben in Kombination mit DES das Potenzial, in ihrer Leistung mit den derzeit modernsten Materialien für elektrochemische Energiespeicherung zu konkurrieren.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2248: Polymer-basierte Batterien