DFG bewilligt Forschergruppe „Multiskalen-Analyse komplexer Dreiphasensysteme“

12.07.2016 - Deutschland

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Einrichtung der Forschergruppe „Multiskalen-Analyse komplexer Dreiphasensysteme: Sauerstoffreduktion an Gasdiffusionselektroden in wässrigem Elektrolyt“ bewilligt. Wissenschaftlicher Leiter der Gruppe ist Prof. Dr.-Ing. Thomas Turek vom Institut für Chemische und Elektrochemische Verfahrenstechnik der TU Clausthal. In der ersten Förderperiode erhält die neu eingerichtete Forschergruppe (FOR 2397) insgesamt rund 2,3 Millionen Euro über einen Zeitraum von drei Jahren. Das Team nimmt voraussichtlich zum 1. Oktober 2016 seine Arbeit auf.

Gasdiffusionselektroden (GDE) sind komplexe Funktionsmaterialien, die in verschiedenen technisch bedeutsamen elektrochemischen Prozessen wie Brennstoffzellen und Metall-Luft-Batterien eingesetzt werden. Gerade im Hinblick auf die Herausforderungen der Energiewende ist die Entwicklung und Herstellung dieser Materialien von besonderer Bedeutung. Ziel der neuen Forschergruppe ist es, die komplexe Interaktion von Reaktions- und Transportprozessen in den Gasdiffusionselektroden und ihren Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Elektroden insgesamt zu verstehen und quantitativ zu beschreiben.

Die Schwerpunkte der Forschung liegen dabei in der Untersuchung der Kinetik der Sauerstoff-Reduktion an Silber-Oberflächen und in der Erfassung und Simulation des Eindringens eines flüssigen Elektrolyten in das aus hydrophilen und hydrophoben Bestandteilen aufgebaute Porensystem. Darüber hinaus sollen die Beziehungen zwischen der porösen Struktur einer GDE, den Prozessbedingungen und den wesentlichen Elektrodeneigenschaften ermittelt werden.

Ermöglicht werden soll dieses vertiefte Verständnis durch die zielgerichtete Zusammenarbeit von verschiedenen Arbeitsgruppen aus den Bereichen Materialcharakterisierung, Tomographie, Elektrochemie und chemischer Verfahrenstechnik. Deutschlandweit sind dazu Wissenschaftler von insgesamt sieben Universitäten und Forschungseinrichtungen an dem Projekt beteiligt. Dazu gehören Ingo Manke vom Helmholtz-Zentrum Berlin, Ulrich Nieken von der Universität Stuttgart, Christina Roth von der Freien Universität Berlin, Wolfgang Schuhmann von der Ruhr-Universität Bochum und Tanja Vidakovic-Koch vom Max-Planck-Institut für Dynamik Komplexer Technischer Systeme in Magdeburg. Geleitet und koordiniert wird die Gruppe von Thomas Turek (TU Clausthal, Sprecher) und Ulrike Krewer (TU Braunschweig, stellvertretende Sprecherin).

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