NMR-Transportstudien an flüssigen organischen Redox-Materialien
Analytische Chemie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Dieses Projekt behandelte die Charakterisierung von flüssigen organischen Redox-Materialien, kurz „L-ROMs“ (nach dem englischen Begriff „liquid redox active organic materials“), mittels NMR Spektroskopie. L-ROMs sind Stoffe, für die Nutzung in Batterien elektrisch geladen werden können. Sie unterscheiden sich von konventionellen Lithium-Ionen-Batterien in den Tatsachen, dass L-ROMs in flüssiger statt in fester Form vorliegen, und aus nichtkritischen Rohstoffen hergestellt werden können. Wegen dem flüssigen Aggregatzustand wird L-ROMs eine hohe Ladungsdichte sowie flexible Einsatzmöglichkeiten zugeschrieben, vor allem Dingen als lokale Energiespeicher von Gemeinden und Städten. L-ROMs bilden zusammen mit einem Leitsalz sowie einem Diluenten ein komplexes System, das derzeit wenig verstanden und optimiert ist. Wichtige Eigenschaften sind dabei die Ionenmobilität und der Ladungstransport, die die Effizienz und Leistung des Systems maßgeblich bestimmen. Die NMR Spektroskopie ist eine vielseitige analytische Methode, die unter anderem zur Bestimmung der Mobilität von Molekülen und Ionen eingesetzt werden kann. Daher wurde diese Technik in diesem Projekt eingesetzt, um die Mobilität von Lithium-Ionen in zwei L-ROM Systemen sowie deren Wechselwirkungen mit anderen Komponenten bestimmen. Zusammenfassend wurde in dieser Forschung für die beiden untersuchten L-ROM Systeme festgestellt, dass Lithium i) eine untypisch geringe Mobilität aufweist und ii) nicht frei, sondern als Ionenpaar mit den entsprechend negativen geladenen Ionen in der Lösung diffundiert.
