Hochporöse Gerüstverbindungen aus Organischen Monomeren als nachhaltige Elektrodenmaterialien

Für den zukünftigen Markt werden leistungsfähige und vielseitig einsetzbare Batteriesysteme benötigt, die unter anderem auch eine gute Recyclingfähigkeit besitzen. Die Entwicklung solcher Batteriematerialien ist für eine nachhaltige Energie- und Klimawirtschaft dringend notwendig.

Das vorliegende Projekt entwickelt neue Herstellungsverfahren für metallfreie Batterien, die in kleinsten elektronischen Geräten wie leuchtenden Produktetiketten oder fernlesbaren Barcodes eingesetzt und unbedenklich recycelt werden können.

Im Vorhaben wird dazu eine neue organische Substanzklasse untersucht, die hauptsächlich aus den Elementen Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff besteht und als Batteriematerialien eingesetzt werden kann. Dieses Material wird synthetisch hergestellt und hat dadurch einen besonderen Gerüstaufbau mit vielen offenen Poren zum effizienten Transport von Ladung. Die sogenannten kovalent-organischen Gerüstverbindungen bestehen wie Polymere aus vernetzten Molekülen, die eine besondere Ordnung aufweisen. Im Projekt werden chemische Synthesen der Grundbausteine und dadurch die nachhaltige Herstellung der Batterien etabliert. So kann eine metallfreie Lösung der Kathode entwickelt werden. Durch die Zellfabrikation aus den Gerüstverbindungen wird deren Leistung für zukünftige Anwendungen der Energiespeicherung evaluiert.

Quelle: https://www.batterieforschung.de/de/projekte/orgel (jüngster Zugriff: 21.08.2025)