Struktur und Dynamik der Grenzflächenschichten zwischen ionischen Flüssigkeiten und Metallelektroden

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Endres; Professor Dr. Bernhard Roling
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 253493261

Die Struktur und Dynamik der Grenzschicht zwischen ionischen Flüssigkeiten und Elektrodenmaterialien spielt eine wichtige Rolle für viele Anwendungen in den Bereichen elektrochemische Energiespeicherung und konversion sowie elektrochemische Metall-abscheidung. In diesem Projekt sollen aufbauend auf den in den letzten Jahren gewonnenen Erkenntnissen neue Aspekte der IL/Elektroden Grenzschicht untersucht und experimentelle Neuentwicklungen vorangetrieben werden. Ein wichtiger Aspekt ist die Untersuchung von Nullladungspotentialen, zu denen es bei IL basierten Elektrolyten bisher kaum fundierte und systematische Studien gibt. Dazu sollen aus der wässrigen Elektrochemie bekannte Methoden im Hinblick auf die Anwendbarkeit an der Grenzfläche IL/Elektrode getestet und ggfs. modifiziert und verbessert werden. Weiterhin soll der Einfluss der Grenzschicht auf die Ladungsdurchtrittskinetik einfacher Redoxpaare in ILs untersucht werden. Durch geeignete Substitution von ferrocen- und cobaltocen-basierten Redoxpaaren mit elektronenziehenden und schiebenden Gruppen kann hierbei die Redoxkinetik in einem großen Teil des elektrochemischen Fensters von typischen ILs gemessen werden. In diesem Projekt sollen außerdem auch Grundlagen zur UHV-Elektrochemie an ionischen Flüssigkeiten gelegt werden. Dazu sollen ultrareine IL-Filme auf Metallen durch Aufdampfprozesse erzeugt werden. Schließlich planen wir Untersuchungen zum Einfluss von gelösten Salzen auf die IL/Metall-Grenzschicht sowie Studien an IL/Kohlenstoff-Grenzflächen, die Relevanz für die Energiespeicherung in Superkondensatoren besitzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen