Glasgefäße mit Beschriftung Katholyt und Anolyt

Forschungsprojekte

Laufende Projekte

Horizon 2020 "Widening Participation": FunGlass - Center of functional and surface-functionalized glasses Inhalt einblenden

Prof. Dr. Lothar Wondraczek
Gefördert von der Europäischen Kommission
Laufzeit: 2015 bis 2024

Thermo-E: Kombination eines thermischen Energiespeichers mit einem elektrochemischen Energiespeicher - Entwicklung eines Kombispeichersystems Inhalt einblenden

Prof. Dr. Ulrich S. Schubert
Projektpartner: HM Heizkörper
Gefördert von der Thüringer Aufbaubank (TAB), Co-finanziert durch Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE)
Laufzeit: 2018 bis 2021

Im Rahmen des Verbundprojektes werden neue Energiespeicher erforscht, welche sich sowohl für die Speicherung elektrischer Energie als auch von Wärmeenergie eignen.

LIBRA - Low cost battery based on abundant elements Inhalt einblenden

Prof. Dr. Philipp Adelhelm
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Europäischen Union
Projektpartner: Prof. Dr. Teofilo Rojo (CIC EnergiGUNE, Álava, Spanien), Prof. Dr. Shinichi Komaba (Tokyo University of Science, Tokio, Japan)
Laufzeit: 2018-2021

Hy-NIB Hybridfestelektrolyte für Natriumionenbatterien Inhalt einblenden

Prof. Dr. Philipp Adelhelm, Prof. Dr. Ulrich S. Schubert, Prof. Dr. Lothar Wondraczek, Prof. Dr. Michael Stelter
Gefördert von der Thüringer Aufbaubank (TAB) und dem Eu­ro­päi­schen So­zi­al­fonds (ESF)
Laufzeit: 2018-2021

EDLstruct: Effect of carbon electrodes porous structure and electrolyte properties on the formation and composition of the electrical double-layer Inhalt einblenden

Prof. Dr. Andrea Balducci
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2018 bis 2021

Block copolymer based hybrid materials for direct electrochemical biosensing of nucleic acids and hemoproteins Inhalt einblenden

Prof. Dr. Felix Helmut Schacher
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2018 bis 2021
DFG Verbundprojekt DFG/RSF
Partner: Dr. Larisa Sigolaeva, Moscow State University, Russia

Horizon 2020 "Excellent Science" (ERC) : Unifying concepts in the topological design of disordered solids - UTOPES Inhalt einblenden

Prof. Dr. Lothar Wondraczek
Gefördert von der Europäischen Kommission
Laufzeit: 2016 bis 2021

PhotoFlow - Photoelektrochemische Redox-Flow-Batterien - Entwicklung von redoxaktiven Polymeren Inhalt einblenden

Prof. Dr. Ulrich S. Schubert
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)
Laufzeit: 2017 bis 2020

Mit dem Forschungsvorhaben zur Entwicklung einer photoelektrochemischen Redox-Flow-Batterie (Photo-RFB) soll ein Energiespeichersystem bereitgestellt werden, welches zusätzlich zu seinen Funktionen als Speicher auch direkt mit Sonnenlicht geladen werden kann, ohne dass dafür eine separate Stromzufuhr oder weitere Peripherie erforderlich sind. Im Gegensatz zu der Kombination einer Photovoltaik-Zelle mit einer separaten Batterie können in einem solchen integrierten System viele Komponenten sowie ein Teil der Regelungstechnik eingespart werden und das Gesamtsystem so kostengünstiger, kleiner und effizienter realisiert werden. Aufgrund dieser Eigenschaften bieten sich Photo-RFB als eine der Schlüsseltechnologien für das Gelingen der Energiewende an. Die wesentlichen Ziele dieses Forschungsvorhabens sind daher die Entwicklung, Charakterisierung und Optimierung von Materialien für Photoelektroden und darauf maßgeschneiderte organische Elektrolyten für den Einsatz in Photo-RFB sowie ein dazu passendes Zell- und Modulkonzept. Neben der Entwicklung des Systems und seiner Komponenten sollen zudem auch fundamentale Daten zu der Effizienz und den limitierenden Faktoren dieser innovativen Technologie gesammelt werden, die bisher nicht verfügbar sind. Dieses Wissen ist unabdingbar für eine kritische Evaluierung der Wettbewerbsfähigkeit dieses neuartigen integrierten Systems.

Ultimate Ultrakondensatoren auf Basis innovativer Materialien für erhöhte Energiespeicherfähigkeit Innovative Elektrochemische Superkondensatoren Inhalt einblenden

Prof. Dr. Andrea Balducci
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)
Laufzeit: 2017 bis 2020

The combined use of computational screening and electrochemical characterization for the identification of new electrolyte components for supercapacitors Inhalt einblenden

Prof. Dr. Andrea Balducci
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2017 bis 2020

Photoaktive Membrane für artifizielle Photosynthese Inhalt einblenden

Prof. Dr. Andrey Turchanin
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2017 bis 2020

Präparationskammer (MVD/PVD) mit XPS/UPS, STM/AFM und LEED Inhalt einblenden

Prof. Dr. Andrey Turchanin
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2016 bis 2020

EXIST Transferprojekt “Hyperflow – ein einfacher Zugang zu neuartigen verzweigten Polymeren” Inhalt einblenden

Prof. Dr. Felix Helmut Schacher
Laufzeit: 2018 bis 2019

Sodium-ion storage in carbon nanomaterials Inhalt einblenden

Prof. Dr. Philipp Adelhelm
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG) und dem Chinesisch-Deutschen Zentrum für Wissenschaftsförderung (CDZ)
Internationales Gemeinschaftsprojekt mit den National Center for Nanoscience and Technology, Peking (China)
Laufzeit: 2017-2019

Entwicklung eines kavitations-assistierten Oxidationsverfahrens zur Elimination refraktärer organischer Schadstoffe in Abwasser Inhalt einblenden

Prof. Dr. Michael Stelter / Dr. Patrick Bräutigam
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)
Laufzeit: 2017 bis 2019

Entwicklung eines Verfahrens zur energetischen und stofflichen Nutzung von Biopolymeren Inhalt einblenden

Prof. Dr. Michael Stelter / Dr. Patrick Bräutigam
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)
Laufzeit: 2017 bis 2019

Tailored Optical Fibres, TP1.3 &4.1 Inhalt einblenden

Prof. Dr. Lothar Wondraczek
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: 2017 bis 2019

SPP 1594 "Topological Engineering of Ultra-Strong Glasses" Inhalt einblenden

Prof. Dr. Lothar Wondraczek (Koordinator)
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2012 bis 2019

Redoxchemie ternärer Graphitinterkalationsverbindungen: Theorie und Experiment Inhalt einblenden

Prof. Dr. Philipp Adelhelm
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Gemeinschaftsprojekt mit Prof. Dr. Doreen Mollenhauer (Justus-Liebig-Universität Gießen)
Laufzeit: 2017-2018

TIME - Anlage zur Päparation dünner, luftempfindlicher Schichten für die Materialforschung im Energiebereich (Thin, air-sensitive Materials for Energy Applications) Inhalt einblenden

Prof. Dr. Philipp Adelhelm
Gefördert von der Thüringer Aufbaubank (TAB) und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)
Laufzeit: 2017-2019

Benzotriazinylradikalhaltige Polymere als bipolares aktives Elektrodenmaterial in organischen Sekundärbatterien Inhalt einblenden

Prof. Dr. Ulrich S. Schubert
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2016 bis 2019

Die Verbreitung mobiler Geräte und deren zunehmende allgegenwärtige Vernetzung mit dem Internet (Internet of Things) macht die Entwicklung platzsparender wie auch biegbarer Stromspeicher erforderlich. Die derzeitige Referenztechnologie der Lithiumionenakkumulatoren erweist sich dabei als nur bedingt geeignet, da zum Einen die Herstellung mechanisch flexibler Systeme nur eingeschränkt möglich ist und zum Anderen sich sowohl die Gewinnung und Verarbeitung der benötigten Rohstoffe als auch die Entsorgung ausgedienter Batterien ökologisch hoch anspruchsvoll gestaltet.

Aus diesen Gründen wird mehr und mehr Aufwand in die Entwicklung organischer redoxaktiver Moleküle als Grundlage für Dünnschichtsekundärbatterien investiert. Diese lassen sich durch organische Synthese herstellen und durch Verbrennen idealerweise rückstandslos entsorgen. Weiterhin lassen sich ihre (elektro)chemischen Eigenschaften durch Optimierung der gewählten chemischen Strukturen an unterschiedlichste Anforderungen anpassen. Jedoch haben kleine Moleküle den Nachteil, sich unter Umständen in der Akkumulatorzelle zu lösen und so die Lebenszeit drastisch zu reduzieren. Deshalb werden die monomeren redoxaktiven Einheiten in langkettige Polymere integriert, die eine wesentlich schlechtere Löslichkeit aufweisen.

Im Rahmen dieses Projektes sollen im Speziellen Polymere auf Grundlage des Benzo-1,2,4-triazinylradikal entwickelt werden. Dieses Molekül zeichnet sich durch elektrochemische Reversibilität, Stabilität gegenüber Luft und Wasser sowie gute synthetische Zugänglichkeit aus. Des Weiteren lassen sich seine Redoxeigenschaften sehr einfach durch Wahl eines geeigneten Subsitutionsmusters einstellen, sodass auch Systeme erzeugt werden können, die sowohl als Anode als auch als Kathode fungieren können und den Bau einer bipolaren, pol-losen Batterie ermöglichen.

Thermodynamik und Kinetik von Konversionsreaktionen in neuen, natriumbasierten Batteriesystemen Inhalt einblenden

Prof. Dr. Philipp Adelhelm
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2016-2019

Gas- and liquid-phase deposition of non-crystalline solids Inhalt einblenden

Prof. Dr. Lothar Wondraczek
Gefördert von der Carl-Zeiss-Stiftung
Laufzeit: 2015 bis 2019

NovelFlow – Sichere, kostengünstige Redox-Flow-Batterie mit neuartigen Elektrolyten auf Basis von (hoch)verzweigten Polymeren zur stationären Speicherung umweltfreundlichen Stroms aus Solar- und Windkraftanlagen, Teilprojekt FSU: Erforschung von Neuartigen Elektrolyten auf Basis von (hoch)verzweigten Polymeren Inhalt einblenden

Prof. Dr. Ulrich S. Schubert
Gefördert von der Thüringer Aufbaubank (TAB), Co-finanziert durch Mittel des Europäischen Sozialfonds (ESF)/Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE)
Laufzeit: 2016 bis 2018

Redox-Flow-Batterien (RFB) basieren im Gegensatz zu den meisten konventionellen Batterien auf Aktivmaterialien, welche in gelöster Form vorliegen. In den Elektrolyten kann die Energie (der Strom) gespeichert werden. Diese werden in zwei Vorratstanks gespeichert und können in einer elektrochemischen Zelle geladen bzw. wieder entladen werden. Bislang basieren kommerzielle RFBs hauptsächlich auf Vanadiumelektroylten. Im Rahmen des Teilvorhabens sollen nun neuartige Elektrolyte untersucht werden, welche auf organischen Polymeren basieren. Im Gegensatz zu den bisher genutzten Elektrolyten auf Basis von linearen redoxaktiven Polymeren werden (hoch)verzweigte Polymere als Aktivmaterial untersucht werden. Aufgrund der anderen Polymerstruktur werden bessere Eigenschaften bei den resultierenden Elektrolyten erwartet. So weisen Lösungen von verzweigten Polymeren im Vergleich zu ihren linearen Gegenstücken, niedrigere Viskositäten auf.

HORIZON 2020 Flagship “Graphene-based disruptive technologies” Inhalt einblenden

Prof. Dr. Andrey Turchanin
Gefördert von der Europäischen Kommission
Laufzeit: 2016 bis 2018

FELIZIA - Festelektrolyte als Enabler für Lithium-Zellen in automobilen Anwendungen (Teilvorhaben FSU "Kathode - Konversion") Inhalt einblenden

Prof. Dr. Philipp Adelhelm
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Verbundprojekt unter Leitung der BMW AG
Laufzeit: 2016-2018

Protic ionic liquids as innovative electrolytes for lithium-ion batteries Inhalt einblenden

Prof. Dr. Andrea Balducci
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2015 bis 2018

Neuartige hochintegrierte Elektrodensysteme für sonoelektrochemische Reaktoren zur effizienten Beseitigung von REACH-relevanten anthropogenen Spurenstoffen in Wasser Inhalt einblenden

Prof. Dr. Michael Stelter / Dr. Patrick Bräutigam
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: 2015 bis 2018

Entwicklung eines innovativen Membranverfahrens für eine effiziente Trennung von Öl-Wasser Emulsionen und Gemischen mit intelligenter Modulverschaltung und in-situ Oberflächenmodifikation Inhalt einblenden

Prof. Dr. Michael Stelter / Dr. Patrick Bräutigam
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)
Laufzeit: 2015 bis 2018

Thermoelektrische Materialien im Legierungssystem Bi2Te3-In2Te3 Inhalt einblenden

Prof. Dr. Markus Rettenmayr
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2015 bis 2018

Thermoelektrische Materialien können Wärme direkt in elektrischen Strom umwandeln. Generatoren aus thermoelektrischen Materialien sind aber in ihrer Effizienz noch nicht so weit optimiert wie konkurrierende Technologien. Eine der Schwachstellen sind die n-halbleitenden thermoelektrischen Materialien, die im Projekt über eine neu entwickelte Methode (Zonenschmelzen mit konzentrationsoptimiertem Impfkristall) weiter entwickelt werden.

Self-Healing Inspired by Nature: Exocytosis-Like Repair of Membranes and Interfaces Composed of Self-Assembled Luminescent Dyes Inhalt einblenden

innerhalb des SPP1568 “Design and Generic Principles of Self-healing Materials”
Dr. Martin Presselt
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2014 - 2018

Graphenunterstützte Speicherung von Al3+ in TiO2: Untersuchungen zu Aluminiumionenbatterien mit hoher Energie- und Leistungsdichte Inhalt einblenden

Prof. Dr. Philipp Adelhelm
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2018

Entwicklung eines Direkt-beheizten Miniatur-Sauerstofferzeugers auf Basis mischleitender oxidkeramischer Membranen (DIMS) Inhalt einblenden

Dr. Ralf Kriegel
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)

  • Entwicklung eines Miniatur-Sauerstofferzeuger
  • Reinst-Sauerstoff für Kleinverbraucher
  • Eliminiert aufwändige Transportprozesse von Gasbehältern und Emissionen
Industrielle Brennprozesse mit integrierter Sauerstoff-Anreicherung (IBIS) Inhalt einblenden

Dr. Ralf Kriegel
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)

  • Erzeugung von Sauerstoff am Industrieofen mit gemischt leitenden Membranen
  • Nutzung der Prozesswärme des Verbrennungsprozesses zur Membranbeheizung
  • Senkung Elektroenergiebedarf für O2-Erzeugung auf 0,3 kWh(el.)Nm^3 O2
  • Nachweis der Senkung des Brennstoffverbrauchs
  • Indirekte Minderung von CO2-Emissionen
Machbarkeitsnachweis der energieeffizienten dezentralen Produktion von Reinst-O2 mit mischleitenden Membranen (MedPROmM) Inhalt einblenden

Dr. Ralf Kriegel
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)

  • Konzeption, Konstruktion, Bau und Erprobung einer Demonstrationsanlage zur O2-Erzeugung mit gemischt leitenden Membranen
  • Energieverbrauch der großindustriellen kryogenen Luftzerlegung erreicht (ca. 0.5 kWh(el.)/Nm^3 O2)
  • bei wesentlich geringerer O2-Prodktionsrate (10 Nm^3 O2/h)
  • deshalb zur dezentralen O2-Produktion geeignet
  • senkt Kosten der Sauerstoffproduktion, vor allem für kleinere und mittlere Verbraucher von Sauerstoff
  • senkt CO2-Emissionen der Sauerstoffproduktion durch Vermeidung des Transportaufwands
  • eröffnet neue Anwendungsbereiche
Wachstumskern „pades“, Verbundprojekt 2: „Katalytische Mischmetalloxide“ Inhalt einblenden

Dr. Ralf Kriegel
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

  • Entwicklung von Herstellungsverfahren für katalytisch aktive Mischmetalloxide (MMO)
  • Robuste, preiswerte Katalysatoren für die Abgasreinigung
  • Elektrokatalysatoren für die alkalische Wasserelektorlyse für nachhaltig erzeugten Wasserstoff
  • Wirkungsgradsteigerung der Elektrolyse bzw. Senkung des spezifischen Stromverbrauchs
Redox-active ionic liquids in redox-flowbatteries Inhalt einblenden

Prof. Dr. Andrea Balducci/Prof. Dr. Ulrich S. Schubert
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: tba

Abgeschlossene Projekte

Solarbatterien Inhalt einblenden

Prof. Ulrich S. Schubert, PD Dr. Harald Hoppe, Dr. Martin H. Hager
Gefördert von der Thüringer Aufbaubank (TAB), Co-finanziert durch Mittel des Europäischen Sozialfonds (ESF)
Laufzeit: 2016-2018
Projektpartner: Dr. Gudrun Andrä, Leibnitz Institute of Photonic Technology (IPHT), Jena

Fuorolab - Dynamische Fluoreszenzspektroskopie für die Materialentwicklung in der Energie- und Umweltforschung Inhalt einblenden

Prof. Dr. Lothar Wondraczek
Gefördert vom Europäischen Sozialfond (ESF)
Laufzeit: 2016 bis 2017

Entwicklung eines dynamischen Steuerungs- und Regelungssystems mit Sensorik zur Optimierung des spezifischen Energieeintrags beim Biomasseaufschluss Inhalt einblenden

Prof. Dr. Michael Stelter / Dr. Patrick Bräutigam
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)
Laufzeit: 2015 bis 2017

Horizon 2020 "Industrial Leadership": Large Area Fluidic Windows Inhalt einblenden

Prof. Dr. Lothar Wondraczek (Koordinator)
Gefördert von der Europäischen Kommission
Laufzeit: 2015 bis 2017

Self-healing block copolymer films – from mechanistic understanding towards applications in coatings and membranes Inhalt einblenden

Prof. Dr. Felix Helmut Schacher
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG)
Laufzeit: 2014 bis 2017
DFG Teilprojekt im SPP1568

Self-organized dye-nanostructures for photovoltaic applications Inhalt einblenden

Dr. Martin Presselt
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: 2013 - 2017

Entwicklung eines neuen Verfahrens zum Abbau phenolhaltiger Industrieabwässer mit Hilfe kavitationschemisch operierender Reaktoren und einer nachgeordneten biologischen Reinigungsstufe Inhalt einblenden

Prof. Dr. Michael Stelter / Dr. Patrick Bräutigam
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI)
Laufzeit: 2014 bis 2016

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