Elektroden aus Nachwachsenden Rohstoffen für Batterien

Elektroden aus Nachwachsenden Rohstoffen für Batterien

Antioxidantien in Nahrungsmitteln schützen den Körper vor ungewollten Oxidationsprozessen und freien Radikalen indem sie selbst bevorzugt oxidiert werden. Diese elektrochemische Aktivität wollen wir uns zunutze machen und pflanzliche Antioxidantien als Elektrodenmaterial in Batterien einsetzen.

Eine wichtige Klasse von Antioxidantien stellen die Polyphenole, wie sie zum Beispiel in grünem Tee oder Weintrauben enthalten sind, dar. Polyphenole bilden darüber hinaus die Bausteine verschiedener Biopolymere, allen voran Lignin, das etwa ein Drittel der gesamten pflanzlichen Biomasse ausmacht. In der Abteilung Kolloidchemie wurde in der Vergangenheit bereits intensiv an der Gewinnung funktionaler Bausteine aus Lignin geforscht. Daran knüpfen wir an und entwickeln geeignete Verfahren, Biopolymere und andere Polyphenole als Elektrodenmaterial in „grünen“ Batterien zu verwenden.

In der Forschung beschäftigen wir uns unter anderem mit den Fragestellungen wie die elektrochemische Aktivität erhalten und verbessert werden kann (chemische Reaktionen und Analysechemie), wie die Leitfähigkeit für den Einsatz als Elektrodenmaterial erhöht werden kann (Beimischung von Additiven, Methoden der Elektrodenherstellung und Quantifizierung der Leitfähigkeit) und wie die Wechselwirkungen mit Elektrolyten optimiert werden können (Verhalten in Gegenwart von Salzen und Lösungsmitteln, chemische Modifikation, Vernetzung, Einbettung). Allgemein lässt sich die Forschung als eine Mischung aus Materialwissenschaft und Elektro- sowie physikalischer und organischer Chemie beschreiben.

Ein Beispiel unserer Forschung auf dem Gebiet ist:

1.
Chaleawlert-Umpon, S., Berthold, T., Wang, X., Antonietti, M., Liedel, C.
Kraft Lignin as Electrode Material for Sustainable Electrochemical Energy Storage
Advanced Materials Interfaces, doi:10.1002/admi.201700698.
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