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• Batterien & Brennstoffzellen
  Erneuerbare Energiequellen ersetzen im Stromerzeugungs- und Mobilitätssektor zunehmend fossile Energieträger. Nur so können die CO₂-Ziele des Pariser Klima-Übereinkommens erreicht und die Energiewende vorangebracht werden. Das führt dazu, dass bei der Kurz- und Langzeitspeicherung von saisonalem Strom künftig elektrochemische Speicher und Wandler wie Akkumulatoren, Redox-Flow-Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure eine Schlüsselrolle einnehmen werden. Insbesondere dort, wo es keine Wasserpumpen- bzw. Kavernenspeicher gibt. In diesem Kontext ist auch die weitere Nutzung von Wasserstoff in Kombination mit Kohlendioxid ein vielversprechender Ansatz zur Herstellung von Chemikalien, Kunstoffen und Kraftstoffen über Synthesegas (P2X). Aufgrund der Ressourcenknappheit von u. a. Lithium, Kobalt, Platin und Iridium und des stetig wachsenden Bedarfs an akkubetriebenen Fahrzeugen und Konsumelektronik müssen neben den etablierten Li-Ionen, Blei und NiMH-Akkumulatoren weitere innovative Systeme entwickelt werden.
  Die Arbeitsgruppen Elektrochemie, Hochtemperaturwerkstoffe und Technische Chemie forschen an der Entwicklung nachhaltiger Technologien. Zu den energiebezogenen Forschungsschwerpunkten zählen insbesondere:
  • Degradation und Ladezustandsmonitoring von Flow-Batterien sowie neue Elektrolyte und Konzepte
  • Korrosionsbeständige Materialien für solarthermische Kraftwerke und Hochtemperatur SOFC/-SOEC
  • Katalysatoren und Elektrodenmaterialien für Batterien (Zn/Luft, Al-Ionen & Zn-Ionen), Brennstoffzellen (PEMFC) und HT Co-Elektrolyseure.
  
  
• Entwicklung eines umweltfreundlichen und kostengünstigen in situ Aluminisierungsverfahrens zum Korrosionsschutz metallischer Bauteile in aggressiven Hochtemperaturumgebungen
  17471 N
  
• Internationaler Workshop „High Temperature Corrosion and Oxidation 2023“
• Polycistronic expression of a β-carotene biosynthetic pathway in Saccharomyces cerevisiae coupled to β-ionone production
  J. Beekwilder, H. M. van Rossum, F. Koopman, F. Sonntag, M. Buchhaupt, J. Schrader, R. D. Hall, D. Bosch, J. T. Pronk, A. J.A. van Maris, J.-M. Daran
  
• Sicherheit chemischer Reaktionen
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• Photokatalyse
  

  Ein Schwerpunkt der Arbeitsgruppe ist die Integration der Photokatalyse in chemische, elektrochemische und biochemische Prozesse. Der Vorteil der Photokatalyse ist dabei insbesondere, dass der Energieeintrag durch Photonen Reagenz- und kontaktfrei erfolgt und keine Rückstände hinterlässt. Zudem können in einer photokatalytischen Reaktion durch geschickte Wahl der Reaktanden häufig mehrere konsekutive Reaktionsschritte in einer Ein-Topf-Reaktion realisiert werden. Außerdem bietet die Verwendung von Photokatalysatoren die Möglichkeit, Sonnenlicht als Energiequelle zu verwenden. Da Sonnenlicht kostenlos und klimaneutral ist, wird der Prozess dadurch günstiger, nachhaltig und CO2-neutral.

  Neben den Verwendungsmöglichkeiten in der Synthese beschäftigt sich die Arbeitsgruppe auch mit den oxidativen Eigenschaften von Photokatalysatoren zum Abbau von unerwünschten Verbindungen. Das immense Oxidationspotential der meisten Photokatalysatoren, beispielsweise Titandioxid, ermöglicht die Mineralisierung praktisch aller organischen Verbindungen. Diese Eigenschaft kann zur Abwasserbehandlung, zur Beseitigung von Luftschadstoffen oder zur Erzeugung aktiv selbstreinigender und selbststerilisierender Oberflächen genutzt werden. Hier ist die Arbeitsgruppe an der Entwicklung neuer effizienterer und selektiverer Photokatalysatoren und verbesserter Beschichtungstechniken beteiligt.

• Photocatalysis
  

  The main research focus of the chemical technology group at the DFI is the integration of photocatalysis into chemical, electrochemical and biochemical processes. The advantage of photocatalysis lies in the ease of adding the energy in form of photons which is reagent-, contact- and residue-free. Also, clever selection of reactants allows photocatalytic reactions to realize several consecutive reaction steps in a one-pot-synthesis. If sunlight is then used as the energy source to drive the photocatalytic reaction, the process becomes cheaper, sustainable and CO₂-neutral as sunlight is available free of charge and without a carbon footprint.

  In addition to their uses in synthetic applications the group also explores the oxidative powers of photocatalysts for the abatement of undesired contaminants. Due to the immense oxidation potential of most photocatalysts, e.g. titanium dioxide, these materials are able to mineralize virtually all organic compounds when illuminated with light. This property can be used in water remediation and air pollution cleaning as well as to create actively self-cleaning and self-sterilizing surfaces.  The group is involved in the development of more efficient and selective photocatalysts as well as improved coating techniques.

• high_temperature_materials_poster_tial_ion_implantation
  
• high_temperature_materials_poster_tial_ni_aluminizing_halogen
  
• Bildung einer Aluminium-Diffusionsschicht durch Randschichtglühen eines mit Aluminium-Schlicker besprühten metallischen Rohres
  

  Formation of an aluminium diffusion coating by surface heat treatment of an aluminium slurry sprayed metallic tube