Direkte Beobachtung der Ionendynamik in Superkondensatoren

• Antragsteller: Dr. Henry Reynolds Nana Benyin Enninful
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2022 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514614917

Elektrochemische Kondensatoren (ECs), auch als Superkondensatoren oder Ultrakondensatoren bekannt, ergänzen oder ersetzen Batterien für elektrische Energiespeicher- und Ernteanwendungen. Sie sind elektrochemische Energiespeicher mit höheren Energiedichten als Plattenkondensatoren, aber niedrigeren als Batterien. Andererseits besitzen ECs wesentlich höhere Leistungsdichten als Batterien. Um die Energie- und Leistungsleistung von ECs zu optimieren, muss der Einfluss der Elektroden- und/oder Elektrolyteigenschaften von Grund auf verstanden werden.Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, ein tiefes Verständnis der Ionendynamik für Superkondensatoranwendungen zu vermitteln. Es versucht, geeignete Bedingungen für eine präzise Kontrolle über Leistungs- und Energiedichten aufzudecken. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die direkte Beobachtung des Verhaltens von Ladungstransport und molekularer Diffusion unter einer angelegten Spannung in verschiedenen Porenumgebungen untersucht. Dies wird dazu beitragen, die Mechanismen aufzudecken, die für das Laden und Entladen in den verschiedenen Superkondensatorsystemen verantwortlich sind, und Informationen zur weiteren Abstimmung und Optimierung für effiziente Geräte liefern. Das Projekt strebt insbesondere danach(i) den Einfluss der Partikelgröße auf die Ionendynamik in Superkondensatoren zu verstehen;(ii) den Einfluss der Porenheterogenität auf die Ladungsdynamik zu untersuchen.Ausgehend von diesen Zielen wird mehr Licht auf den begrenzenden Schritt zur effizienten Ionenspeicherung und zum Laden und Entladen in den verschiedenen Elektrodeneinschlüssen geworfen.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle