Ausführliche Beschreibung des Einzelprojektes

Herausforderungen und Ziele

Das Energiekonzept 2050 der Bundesregierung sieht vor, erneuerbare Energien aus Wind- und Solarkraft zu nutzen. Stehen regenerative Energiequellen nicht zur Verfügung, gilt es, Speicher zu entwickeln. Als Elektrodenmaterial in Superkondensatoren, Lithium-Schwefel-(Li-S-)Batterien oder Brennstoffzellen haben poröse, nanostrukturierte Kohlenstoffe eine besondere Bedeutung. Ihre Syntheseverfahren aber produzieren in häufig mehrstufigen Reaktionen große Mengen Abfall, zumeist Lösungsmittel. Die Nachwuchsgruppe Mechanocarb an der Technischen Universität Dresden will ein ressourcen-, energie- und zeiteffizientes Prinzip zur Synthese und Funktionalisierung poröser kohlenstoffbasierter Elektrodenmaterialien etablieren. Das neue Verfahren soll die ökonomischen und ökologischen Anforderungen der Energiewende erfüllen.

Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Forscherinnen und Forscher bringen im Forschungsprojekt Mechanocarb auf mechanochemischem Weg gezielt Poren definierter Größe in Kohlenstoffmaterialien ein, um ressourcen- und energieeffizient nanostrukturierte Elektrodenmaterialien herzustellen. Sie stellen poröse Kohlenstoffe aus erneuerbaren Rohmaterialien oder Abfallprodukten, wie Getreidehülsen, Obstkernen, Lignin, Petrolkoks, Pech oder Pflanzen- und Kunststoffabfällen, her. Danach charakterisieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die porösen Kohlenstoffe für die Anwendung in Superkondensatoren und Li-S-Batterien.

Außerdem veredeln sie herkömmliche Kohlenstoffmaterialien mechanochemisch und steigern so ihre Leistungsfähigkeit. Ein tiefes Verständnis des Einflusses von mechanochemischen Verfahren auf die Porosität kohlenstoffbasierter Materialien ist dringend erforderlich, um das große Potenzial dieser kosteneffizienten und nachhaltigen Methode zur Synthese von zukünftigen Energiespeichermaterialien zu nutzen. Die Forscherinnen und Forscher erwarten, dass mit dieser Syntheseroute die Kosten von Hochleistungsmaterialien auf unter 100 Euro pro Kilogramm gesenkt werden könnten, was einen möglichen Markteintritt unterstützen würde.

Quelle: http://www.fona.de/mediathek/pdf/projekte/materialforschung/VS_Mechanocarb_bf.pdf (jüngster Zugriff: 22.06.2017)

Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Metall-Schwefel (nicht thermal)

Anwendungsfelder

noch nicht vorhersehbar

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung

Projektleiter

Herr Dr. Lars Borchardt
Technische Universität Dresden, Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften - Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie - Professur für Anorganische Chemie I
Bergstr.  66
01062 Dresden
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Telefon: +49 351 463-34960
Fax: +49 351 463-37287
E-Mail: lars.borchardt@tu-dresden.de

Presse

Frau Kim-Astrid Magister
Helmholtzstr. 10
01062 Dresden
Telefon: +49 351 463-32398
Fax: +49 351 463-37165
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