In situ-Untersuchungen an Elektroden und Festelektrolyten mittels Photoelektronenemissionsmikroskopie und -spektroskopie

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Janek
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5428522

• Erstellungsjahr: 2009

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Abschließend lässt sich feststellen, dass sich das System Pt(111) auf YSZ(111) zu einem hilfreichen Elektrodenmodellsystem entwickelt hat mit dessen Hilfe eine Reihe von elektrochemischen Phänomenen, u. a. plolarisationsbedingte Morphologieänderungen und der Einfluss von Verunreinigungen, untersucht werden konnten. Im Rahmen der Arbeit konnte eine gute Kooperation mit W. Bessler (detaillierte Modellierung von elektrochemischen Prozessen) aufgebaut werden, die weiter fortgeführt werden wird. Eine weitere Verbindung zu theoretischen Simulationen soll in einer Zusammenarbeit mit T. Jacob entstehen. Folgeexperimente in diesem Bereich sollen in Richtung von in-situ Hochdruckmessungen gehen, um einen der Hauptnachteile („Pressure Gap“) der in situ UHV-Methoden zu überwinden. Außerdem laufen derzeit detaillierte Studien zur Korrelation von Mikrostruktur und elektrochemischen Eigenschaften von Metall/YSZ Modellsystemen. Im Bereich der LSM Elektroden werden die in-situ Experimente (PEEM, XPS, SIMS) fortgeführt; eine neue Kooperation mit M. Martin (in-situ XRD) wurde gerade begonnen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• In Situ Imaging of Electrochemically Induced Oxygen Spillover on Pt|YSZ Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 45, 2006, 1473-1476
  B. Luerßen, E. Mutoro, H. Fischer, S. Günther, R. Imbihl, J. Janek
  
• In situ-Abbildung elektrochemisch erzeugten Spillover-Sauerstoffs auf Pt|YSZKatalysatoren, Angew. Chem. 118, 2006, 1501-1504
  B. Luerßen, E. Mutoro, H. Fischer, S. Günther, R. Imbihl, J. Janek
  
• Epitaxial Pt(111) Thin Film Electrodes on YSZ(111) and YSZ(100) - Preparation and Characterisation, Solid State Ionics 178, 2007, 327-337
  G. Beck, H. Fischer, E. Mutoro, V. Srot, K. Petrikowski, E. Tchernychova, M. Wuttig, M. Rühle, B. Luerßen, J. Janek
  
• Festkörperelektrochemie - Teil II Von kontrollierbaren Oberflächen, Leerstellen und Metallfäden, HighChem hautnah - Aktuelles aus der Elektrochemie und zum Thema Energie, GDCh Broschüre, Fachgruppe Angewandte Elektrochemie, Juli 2007, 95-97
  E. Mutoro, K. Peppler, J. Janek
  
• In-situ Imaging of Electrode Processes on Solid Electrolytes by Photoelectron Microscopy and Microspectroscopy - The Role of the Three-Phase Boundary, Top. Catal. 44, 2007, 399-407
  J. Janek, B. Luerßen, E. Mutoro, H. Fischer, S. Günther
  
• Model Type Thin Film Platinum Electrodes on YSZ, Conference Proceedings First International Conference on the Origin of Electrochemical Promotion of Catalysis, Thessaloniki, Conference proceedings 2007, 73-76
  E. Mutoro, B. Luerßen, S. Günther, J. Janek
  
• Photoelectron Microscopy - Imaging Tools for the Study of Surface Reactions with Temporal and Spatial Resolution, Bunsenmagazin, 9. Jahrgang, 2007, 18-33
  E. Mutoro, B. Luerßen, S. Günther, J. Janek
  
• Analytical TEM investigations of Pt/YSZ interfaces, EMC 2008, Vol. 2 : Materials Science, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008, 369-370
  V. Srot, M. Watanabe, C. Scheu, P. A. van Ake, E. Mutoro, J. Janek, M. Rühle
  
• Electrode activation and degradation Morphology changes of platinum electrodes on YSZ during electrochemical polarisation, Solid State Ionics 179, 2008, 1835-1848
  E. Mutoro, S. Günther, B. Luerßen, I. Valov, J. Janek
  
• Structural, morphological and kinetic properties of model type thin film platinum electrodes on YSZ, Solid State Ionics 179, 2008, 1214-1218
  E. Mutoro, B. Luerßen, S. Günther, J. Janek
  
• Preparation, Electrochemical and Microscopical Investigation of the Thin Film Model Electrode System Pt(O2)|YSZ, Dissertation, Universität Giessen, 2009
  E. Mutoro