Weiterentwicklung von Quadratsäureamiden als neue Elektrodenmaterialien für die Energiespeicherung - Von neuartigen kleinen Bausteinen zu organischen Polymeren hin zu vollständig organischen Batterien

• Antragsteller: Professor Dr. Dominic Bresser; Professor Dr. Max Martin Hansmann; Professor Dr. Patrick Théato
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441254245

In Fortsetzung der ersten Förderphase zielt dieses Projekt darauf ab, synthetische und elektrochemische Expertise zu kombinieren, um die Entwicklung neuer kleiner redox-aktiver organischer Moleküle auf der Grundlage von Quadratsäureamid-Derivaten und deren Einbindung in Polymere voranzutreiben. Um die Leistung und insbesondere die Energiedichte zu verbessern, werden neue kondensierte redoxaktive Quadratsäuresäurechinoxalin-Moleküle (SQX) untersucht, um die Klasse der redoxaktiven Polymere zu erweitern, die sich als Materialien für die elektrochemische Energiespeicherung eignen. Dies wird Folgendes umfassen: (i) Einführung komplexerer 2D- oder sogar 3D-Architekturen in die SQX-Moleküle, (ii) Gewinnung tieferer Einblicke in die Auswirkungen der π-Interaktion durch Entwicklung neuartiger erweiterter aromatischer SQX-Moleküle, (iii) Untersuchung der Auswirkungen der Lewis-Säure-Koordination an die Carbonylgruppen von SQX, (iv) dehydrierende Oxidation von SQX zur Bildung eines von Quadratsäurechinoxalin abgeleiteten Anodenmaterials, (v) Erweiterung des strukturellen Motivs von Quadratsäuren um eine oder zwei (CO)-Einheiten und Untersuchung der entsprechenden Amide von Krokon- und Rhodizonsäuren, (vi) anschließendes Design von Monomeren und deren Polymerisation, (vii) Synthese redoxaktiver Moleküle, die für eine Modifikation nach der Polymerisation geeignet sind, (viii) Synthese redoxaktiver Moleküle, die für vernetzte Filme geeignet sind, (ix) die sorgfältige elektrochemische Bewertung der redoxaktiven Moleküle, (x) die Optimierung der Elektrolytzusammensetzung für die vielversprechendsten Aktivmaterialien, (xi) die Entwicklung fortschrittlicher Elektrodenarchitekturen, (xii) die Realisierung von Elektroden mit einer erhöhten Aktivmaterial-Massenbeladung und (xiii) der Aufbau von vollständig organischen Batteriezellen.

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