Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien

Im Rahmen des Projekts wurden neuartige, sowie literaturbekannte organische Elektrolyte für eine potentielle Anwendung in Redox-Flow-Batterien elektrochemisch charakterisiert. Hierbei wurden synthetisierte Elektrolyte des Kooperationspartners AG Wegner mittels zyklovoltammetrischer Messungen untersucht. Verschiedene Grundstrukturen mit zusätzlicher Derivatisierung wurden elektrochemisch charakterisiert. Hierbei konnte von einer Grundstruktur her kein geeignetes Derivat gefunden werden. Ein Azobenzol-Derivat mit Posolyt-Funktionalisierung in stark saurem wässrigem Elektrolyten zeigt interessante zyklovoltammetrische Ergebnisse, welches jedoch auch Degradation zeigt und weitere Optimierung und Charakterisierung benötigt.

Neben den neuartigen Verbindungen wurden auch literaturbekannte Aktivmaterialien wie Phenazin-Derivate weitergehend untersucht. Für die Phenazin-Derivate sind die pH abhängigen elektrochemischen Eigenschaften weitergehend charakterisiert worden. Im Zusammenhang der Elektrolyte und Elektrodenmaterialien wurden Kohlenstoffbeschichtungen und deren Einfluss auf elektrochemische Eigenschaften getestet. Durch Verwendung der Kohlenstoffbeschichtung konnte die Geschwindigkeitskonstante im stark alkalischen wässrigen Elektrolyten erhöht werden. Zusätzlich wurden Elektrodenmaterialien mit ausgewählten Elektrolyten verwendet und deren chemische Stabilität, durch Veränderung der Kohlenstoffoberfläche analysiert. Dies wurde mit Elektroden vor und nach der Anwendung in der RFB durchgeführt, sowie mit Elektroden, welche nur in den Elektrolyten eingelegt waren. Vergleichend wurde gezeigt, dass auch chemische Degradation im Elektrolyten ohne das Zyklisieren stattfindet. Zusätzlich wurden Parameter wie Polarisationswiderstände und elektrochemisch aktive Oberflächen von Elektroden vor und nach der Anwendung bestimmt und verglichen.

Quelle: https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=2220HV053E (jüngster Zugriff: 04.07.2025)