Zusammenhang von Redox-Eigenschaften organischer Materialien und triboelektrischer Ladungstrennung – vom grundlegenden Verständnis bis hin zu neuen Materialien für eine effiziente triboelektrische Energiegewinnung
Bei einigen Materialkombinationen kommt es zu einer Ladungstrennung an ihrer Grenzfläche, wenn sie aneinander reiben. Dieses Phänomen bezeichnet man als den triboelektrischen Effekt. Er lässt sich auch im Alltag beobachten: Ein Beispiel ist die statische Elektrizität, die beim Kämmen mit einem Kunststoffkamm entsteht.
Dieser Effekt lässt sich nutzen, um in funktionalen Materialsystemen mechanische Energie aus der Umgebung zu gewinnen. Das Ziel dieses Projekts ist, durch die Entwicklung neuer organischer Materialien mit effizienter Ladungstrennung verbesserte triboelektrische Nanogeneratoren zur Energiegewinnung herzustellen.
Zu diesem Projekt gehören auch allgemeine Untersuchungen dazu, wie die Redoxaktivität organischer Komponenten mit der triboelektrischen Ladungstrennung zusammenhängt. Dafür kommen Techniken wie die Rasterkraftmikroskopie (AFM) zum Einsatz. Theoretische Arbeiten zu den physikalischen Ursachen der Ladungstrennung an Grenzflächen ermöglichen es, geeignete organische Gruppen für die Einbindung in Polymere zu finden. Die Synthese dieser Polymere und ihre Verwendung in makroskopischen Anwendungen dienen dann als Grundlage für weitere Forschungsarbeiten.
Kontakt
Prof. Dr. Birgit Esser
Principal Investigators
Prof. Dr. Birgit Esser
Responsible Investigators
Dr. Bizan Balzer
Postdoktorandin
Dr. Rekha Sharma
Doktorand
Qiwei Hu