4. Nanostrukturierte Elektroden
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- Ferdinand Calvin Schmidt
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1 4. Nanostrukturierte Elektroden Vorstellung des Instituts Forschungsthemen und Methoden Ziele Prof. J. Bachmann, FAU Erlangen Nürnberg Folie 0/125 23/11/2012
2 Standort Erlangen in der Material und Energieforschung FAU Erlangen-Nürnberg: Materialforschung in den Departments Chemie, Physik, Chemie- u. Verfahrenstechnik, Werkstoffwissenschaft Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen und Bauelementetechnologie Interdisziplinäres Zentrum für Molekulare Materialien Erlangen Catalysis Resource Center Exzellenz-Cluster Engineering of Advanced Materials Standort Siemens Folie 1/125 23/11/2012
3 Prof. Bachmann an der FAU Juniorprofessor (W1) für Chemische Nanostrukturphysik an der Universität Hamburg Seit Professor (W2) für Anorganische Chemie an der FAU Forschungsgebiet: Präparation nanostrukturierter, anorganischer Grenzflächen Untersuchung der strukturabhängigen Eigenschaften Schwerpunkt Energieumwandlung: Fotovoltaik, Batterien Methoden: Elektrochemie: Eloxierung und galvanische Abscheidung Atomlagenabscheidung: Dünnfilme auf beliebig komplexe Substrate Strukturelle und chemische Charakterisierung: Elektronenmikroskopie, Röntgenspektroskopie, Ellipsometrie Folie 2/125 23/11/2012
4 4. NANOSTRUKTURIERTE ELEKTRODEN Eloxierung Folie 3/125 23/11/2012
5 Eloxierung Eine großtechnisch anwendbare Oberflächenbehandlungsmethode Elektrochemische Oxidation von Aluminium in einem sauren Elektrolyt Erzeugt parallel geordnete, zylindrische Poren Einstellbare Geometrie der Poren: Länge, Abstand und Durchmesser Folie 4/125 23/11/2012
6 Atomlagenabscheidung (ALD) Eine großtechnisch anwendbare Dünnfilmabscheidemethode Kontrollierte chemische Reaktionen an Festkörperoberfläche Erzeugt wohldefinierte, dünne Beschichtungen (0.1 nm bis 100 nm) Anwendbar auf komplexe, poröse Substrate Materialien: vor allem Oxide und Sulfide Folie 5/125 23/11/2012
7 Galvanische Abscheidung Eine großtechnisch anwendbare Filmabscheidungsmethode Elektrochemische Reduktion eines Salzes aus einem Elektrolyt Poröse Substraten können als Templatstruktur dienen Materialien: vor allem Metalle, inkl. Aluminium Formen in zylindrischen Poren: Stäbe, Röhren Folie 6/125 23/11/2012
8 Fotovoltaik Festkörperfarbstoff-Solarzelle: TiO 2 / Sb 2 S 3 / CuSCN Lichtabsorbierende Sb 2 S 3 -Schicht mittels ALD Leistungsoptimierung über Schichtdicke Folie 7/125 23/11/2012
9 Wasseroxidation an nanostrukturierten Elektroden Prinzip: Optimierung des elektrochemischen Durchsatzes an einem kostengünstigen Katalysator (Eisenoxid) durch erhöhte Fläche Folie 8/125 23/11/2012
10 Präparation der nanostrukturierten Elektroden Folie 9/125 23/11/2012
11 Stabilität der nanostrukturierten Elektroden Folie 10/125 23/11/2012
12 Systematik an nanostrukturierten Elektroden Folie 11/125 23/11/2012
13 Ziele für tubulair an der FAU Optimierung der Nanostrukturierungsmethoden an technisch relevanten Substraten: große Flächen Filze, Schaumstoffe (mit Informationen von HAW Hamburg) Entwicklung von Abscheidungsmethoden für geeignete Katalysator-materialien: Galvanisch mit ALD (mit Informationen von RWTH) Anpassung der Elektroden an Membranen und andere Komponenten (in Zusammenarbeit mit FuMaTech, Uniwell und UniHH) Zurverfügungstellung von nanostrukturierten Bauteilen für Tests und Prototypen (an DeChema und HAW Hamburg) Folie 12/125 23/11/2012
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