Kontrollierte Herstellung superelastischer 3D-Keramik aus nanofaserigen Schwämmen und Metallverbundwerkstoffen

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Greiner
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431073172

Die metallisierten Materialien, die aus nanostrukturierten Katalysatoren und Trägern bestehen, haben eine breite technologische Anwendung in weiten Bereichen, die von der Katalyse über elektrische Geräte bis hin zur Biotechnik reichen. Die katalytische Aktivität und Nutzungsdauer der derzeit metallisierten Materialien kann jedoch nicht gleichzeitig die hohen Anforderungen an Hochleistungskatalysatoren in Umwelt- und Energiebereichen erfüllen. Kürzlich hat unser deutsch-chinesischen Forscherteam die metallisierten keramischen Nanofasern mit einer guten katalytischen Aktivität hergestellt, aber die Stabilität und Gleichmäßigkeit der Metalle kann den Anforderungen der Praxis nicht gerecht werden. Daher wird sich dieses Projekt auf die kontrollierbare Herstellung von metallisierten 3D-Keramik-Nanofaserschwämmen und deren Anwendungen konzentrieren. Die Forschungsarbeit dieses Projekts gliedert sich in drei Aspekte. Erstens sollten die Ansätze zur Herstellung von 3D keramischen nanofaserigen Schwämmen mit kontrollierbarer Struktur entwickelt werden. Anschließend soll die Strategie zur gleichmäßigen und stabilen Beladung der Oberfläche von 3D-Keramik-Nanofaserschwämmen mit Metallen untersucht werden. Schließlich werden wir die Relevanz der Struktur metallisierter 3D-Keramik-Nanofaserschwämme und ihrer Anwendungsleistung aufzeigen. Als Ergebnis sollen die metallisierten 3D-Keramik-Nanofaserschwämme mit einer Porosität > 95%, einer elastischen Verformung > 60%, einer Ladungsmenge von Metallen > 20 mg g-1 erhalten und ihre praktischen Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie Katalyse und Methanol-Brennstoffzellenelektroden untersucht werden. Das Ergebnis dieses Projekts sind grundlegende Erkenntnisse über eine neue Klasse von Nanokompositmaterialien mit hohem Praxisbezug. Dieses Ergebnis wird nur durch die enge Zusammenarbeit der Yu und Greiner Gruppe möglich sein, die über exzellentes und synergetisches Fachwissen auf diesem Gebiet verfügt und die Zusammenarbeit in der Vergangenheit dokumentiert hat.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Jianyong Yu