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Forschung am Institut für Technische Chemie und Umweltchemie

LS Kohlenstoffnanomaterialien, Prof. Adelhelm



Arbeitsgruppe Adelhelm

Materialforschung für die Energiespeicherung / Elektrochemie

Die Entwicklung effizienter Energiespeicher und -wandler ist eine Schlüsselvoraussetzung, um erneuerbaren Energien auf breiter Ebene zum Durchbruch zu verhelfen. Dies gilt sowohl für mobile als auch für stationäre Energiespeicher. Mit Blick auf möglichst nachhaltige Lösungen besteht dabei großer Bedarf an Speicherkonzepten, die auf ressourcenunkritischen Elementen beruhen. Im Zentrum der Forschungsaktivitäten der AG Adelhelm steht die angewandte Forschung an hierfür nötigen "Energiespeichermaterialien". Hierzu werden (neue) Materialien und Kompositstrukturen präpariert bzw. modifiziert und hinsichtlich ihrer Speichereigenschaften untersucht. Die Forschung verknüpft dabei Aspekte der Grundlagenforschung  mit anwendungsnahen Themen. In den letzten Jahren wurden hierzu insbesondere Kohlenstoffmaterialien, elektrochemische Zellen (Batterien) und Wasserstoffspeichermaterialien untersucht. Die Schwerpunkte aktueller Arbeiten liegen auf folgenden Themen:

•Grundlegende Untersuchungen zu Unterschieden und Gemeinsamkeiten von Lithiumionen- und Natriumionenbatterien (Elektrodenmaterialien, Elektrolyte, Ionentransport…)

•Eigenschaften von Metall-Sauerstoff-Batterien und Metall-Schwefel-Batterien

•Präparation von Kompositmaterialien durch Nanostrukturierung

•Präparation und Modifikation von Kohlenstoffmaterialien

•Aufklärung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, physikalisch-chemische Grundlagen elektrochemischer Reaktionen

•Alterung von elektrochemischen Zellen, Design neuer Zellkonzepte

•Aufklärung von Elektrodenreaktionen anhand von Dünnschichtzellen


Interesse an einer Mitarbeit? Die AG Adelhelm bietet verschiedene Möglichkeiten (Bachelor/Master/Promotion etc.) an.



 

Arbeitsbereich Heterogene Katalyse

Der Arbeitsbereich Heterogene Katalyse beschäftigt sich mit der Synthese fester Katalysatorsysteme, deren Charakterisierung sowie deren Einsatz für Reaktionen sowohl in der Gas- als auch in der Flüssigphase als wesentlicher Bestandteil der Technischen Chemie und Umweltchemie.
Neben Mischoxiden wie Perowskiten und Spinellen, kohlenstoffhaltigen Materialien wie Graphen oder Carbon Nanotubes kommen für die Herstellung der Katalysatorsysteme auch Edelmetalle zum Einsatz, die zur Optimierung der katalytischen Eigenschaften auf unterschiedlichen Trägermaterialien aufgebracht werden.
Die durch diverse Syntheseverfahren hergestellten Katalysatorsysteme werden hinsichtlich ihrer Aktivität, Selektivität und Langzeitstabilität untersucht, wobei verschiedene Testreaktionen zum Einsatz kommen, beispielsweise
- die katalytische Nachverbrennung im Bereich Umweltverfahrenstechnik,
- die Selektivoxidation zur Bereitstellung von Bulkchemikalien wie Styren und
- Hydrierreaktionen als Dreh- und Angelpunkt für die Synthese von Fein- und Spezialchemikalien sowie zur rohstofflichen Verwertung von Kohlendioxid.

Ansprechpartner


LS Technische Umweltchemie, Prof. Stelter

Arbeitsbereich in Bearbeitung



Ansprechpartner

Prof. Dr. Michael Stelter
Institut für Technische Chemie und Umweltchemie
Lehrstuhl für Technische Umweltchemie        
Lessingstraße 12
07743 Jena
Tel.: 03641 9 48430
Fax : 03641 9 48402
E-Mail:
Kontakt IKTS

Arbeitsbereich Wassertechnologie - Kavitation - Nachwachsende Rohstoffe

Arbeitsbereich "Wassertechnologie - Kavitation - Nachwachsende Rohstoffe", Dr. Bräutigam

Der Arbeitsbereich wird von Dr. Patrick Bräutigam geleitet.

Die Forschung ist themenspezifisch sowohl grundlagen- als auch anwendungsorientiert angelegt und in drei Arbeitsfelder gegliedert.

Die Forschungsthemen umfassen:

Arbeitsfeld Wassertechnologie:

• Advanced Oxidation Processes ())),e-, Δp, ΔT, hν, Fe2+/H2O2/O3)
• Membranverfahren (Mikro-/Ultra-/Nanofiltration)
• anthropogene Mikroschadstoffe (Arzneimittel)
• Mikroplastik (Degradation, Sorption)
• Wertstoffrückgewinnung aus Abwasser (Phosphor, o/w-Emulsionen)
• Sensorik (chemischer Sauerstoffbedarf)

Arbeitsfeld Kavitation:

• Generierungsverfahren (hydrodynamisch / akustisch / simultan)
• Kavitationsfeldanalyse (Lumineszenz / Schalldruck)
• Reaktorentwicklung (Integration, Dosimetrien)
• Sonochemie (nieder-/hochfrequent)
• Prozessintensivierung (Synthese, Beschichtung, Aufschluss)
• Kombinationsverfahren (Wassertechnologie, Stofftrennung)

Arbeitsfeld Nachwachsende Rohstoffe:

• stoffliche und / oder energetische Verwertungsoptionen
• Prozessintensivierung (Desintegration, Um-/Veresterung)
• Biokraftstoffe (Biodiesel, Synthese, Charakterisierung)
• Bioenergie (Biogas, Aufschlussverfahren, Charakterisierung)
• Steuerung / Regelung (Desintegration, Um-/Veresterung)
• biogene Reststoffe (Restaurantfett, Vinasse)


Arbeitsgruppe

Publikationen




 


Arbeitsbereich Mechanochemie

Der Arbeitsbereich Mechanochemie beschäftigt sich mit der Prozessintensivierung chemischer Reaktionen durch Überführung, Optimierung und Maßstabsvergrößerung ebensolcher Reaktionen in Kugelmühlen sowie deren Bewertung unter Berücksichtigung von Konzepten der Technischen Chemie und Aspekten der Nachhaltigkeit.
Kugelmühlen sind Apparaturen aus dem Bereich der mechanischen Verfahrenstechnik, die dadurch gekennzeichnet sind, dass durch sich in einem Mahlbecher bewegende Mahlkugeln kinetische Energie in situ in das Reaktionssystem eingetragen wird. Diese Energie kann für Zerkleinerungsaufgaben aufgewendet werden, aber auch wie im vorliegenden Fall zur Initiierung chemischer Reaktionen beitragen.
Aufgrund der systeminhärenten hohen Mischeffizienz können Reaktionen zwischen festen Ausgangsstoffen ohne Lösungsmittel und unter Umgehung von äußeren Massentransportlimitierungen durchgeführt werden.
Anwendung findet diese Technik im Bereich der organischen Synthese aber auch im Spannungsfeld der Bereitstellung anorganischer Materialien, wie Mischoxide für katalytische Anwendungen im Bereich Synthese oder Umweltverfahrenstechnik.

Ansprechpartner

PD Dr. Achim Stolle
Tel.: 03641 9 48413
Fax: 03641 9 48402
E-Mail :      

LS Angewandte Elektrochemie, Prof. Balducci

In order to solve the so-called "energy issue" which our society is presently experiencing, the development of advanced electrochemical energy storage devices is of crucial importance.

The work group of Prof. Balducci is working on the synthesis, physico-chemical and electrochemical characterization of materials of interest for electrochemical storage devices, especially supercapacitors and lithium batteries. Particularly, the activities of the group are focusing on the development of new electrolyte components (solvents, salts), on the synthesis of new nanostructured (active) materials and on the use of natural polymers as binder for composite electrodes. Furthermore, the group is very active on the synthesis and characterization of different types of ionic liquids in view of their use in energy storage devices.

Research interest:

·         Supercapacitors, lithium batteries and hybrid devices

·         Ionic liquids (synthesis and characterization)

·         Nanostructured materials for high power applications

·         Carbonaceous materials (characterization and application)

 

Currently there are positions available for bachelor, master and PhD thesis.

If you interested in our research feel free to contact us at