Projekt des Doktorandenprogramms
Ansprechpartner: Fabisch Kilonzi
Zusammenfassung des Projekts
Die Entwicklung nachhaltiger, leistungsstarker Elektrodenmaterialien ist für den Fortschritt bei Energiespeichertechnologien der nächsten Generation von entscheidender Bedeutung. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Synthese und funktionale Gestaltung von Kohlenstoff, der aus erneuerbaren Biomassequellen gewonnen wird, für Anwendungen in fortschrittlichen elektrochemischen Energiespeichersystemen.
Biomasse-Vorläufer werden vorwiegend durch hydrothermale Karbonisierung (HTC) in Kohlenstoffmaterialien umgewandelt, ergänzt durch pyrolysebasierte Verfahren. Die resultierenden Kohlenstoffzwischenprodukte werden anschließend chemisch modifiziert, um gezielte funktionelle Gruppen einzuführen und mit Heteroatomen zu dotieren, gefolgt von einer chemischen Aktivierung bei hohen Temperaturen, um hierarchisch poröse Kohlenstoffarchitekturen mit großer Oberfläche und abstimmbaren Porenstrukturen zu erzeugen.
Durch systematische Vorläuferauswahl, chemische Funktionalisierung und kontrollierte Aktivierung wollen wir Struktur-Leistungs-Beziehungen aufstellen, die das elektrochemische Verhalten bestimmen. Die entwickelten Materialien werden als Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien, als leitfähige Wirtsmatrizen für Lithium-Schwefel-Batterien und als Elektrodenmaterialien für zukünftige Energiesysteme untersucht.
Durch die Integration von Biomasseverwertung und funktionalem Kohlenstoff-Engineering zielt dieses Projekt darauf ab, nachhaltige Elektrodenmaterialien für Energiespeichersysteme der nächsten Generation zu entwickeln. Es wird grundlegende Einblicke in Struktur-Leistungs-Beziehungen liefern und den Grundstein für potenzielle zukünftige Kooperationen im Bereich fortschrittlicher Energiematerialien legen.
