TiO2-Monolithe mit einstellbarer Porenstruktur als Ausgangsmaterial für optimierte Ti4O7-Elektrodenmaterialien ; TiO2 monolides with adjustable pore structure as a starting material for optimised Ti4O7 electrode materials
2023
Hochschulschrift
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In dieser Arbeit werden TiO2-Monolithe als Vorläuferstrukturen für Ti4O7-Monolithe hergestellt, die ein hohes Potential als Elektrodenmaterial für neue Batteriekonzepte zeigen.Um den Einfluss der Porenstruktur auf die Eigenschaften als Elektrodenmaterialien untersuchen zu koönnen, wurden sowohl die Meso- als auch die Makroporenstruktur der TiO2-Monolithe unabhängig voneinander variert. Um dies zu erreichen, waren detaillierte Untersuchungen des Synthesemechanismus nötig, was zu einem besseren Verständnis der ablaufenden Prozesse und vorliegenden Verbindungen führte. Die Makroporen ließen sich in einem Bereich von 100 nm bis 15 nanometer einstellen, die Mesoporen konnten durch den Einsatz geeigneter Ionischer Flüssigkeiten als Template von 6 nm auf bis zu 27 nm aufgeweitet werden.Um Nebenphasen in der gewählten H2-Reduktion zu umgehen, wurden zunächst mit Hilfe von kommerziellen TiO2-Nanopartikeln der Reduktionsprozess eingängig untersucht. Die dabei identifizierten Einflussgrößen wurden genutzt, um gezielt für verschiedene Strukturen phasen-reines Ti4O7 zu erhalten. Die als optimale Reduktionsbedingungen identifizieten 24 Stunden bei 1200 Grad Celsius in einem 50 sscm Gasstrom mit 7 % H2-Anteil wurden dabei beibehalen. Die Porenstruktur des erhaltenen Ti4O7 kann im Fall der Monolithen auf die des eingesetzten TiO2-Monolithen zurückgeführt werden, was eine gezielte Herstellung verschiedener Ti4O7-Monolithe ermöglichte.Es wurden umfangreiche Analysen an den erhaltenen Ti4O7-Monolithen durchgeführt. Von besonderem Interesse war die Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit als wichtigste Eigenschaft für elektrochemische Anwendungen von der Struktur des Materials. Neben den verschiedenen Porenstrukturen wurden auch unterschiedliche Vorläuferstrukturen berücksichtigt. Dabei zeigte sich, dass die Monolithe gegenüber Nanopartikeln oder Nanofasern als Ausgangsmaterial trotz Vergleichbarkeit der resultierenden Ti4O7-Strukturen deutlich Vorteile sowohl bezüglich der mechanischen Stabilität als auch den elektrischen . ...
Titel: |
TiO2-Monolithe mit einstellbarer Porenstruktur als Ausgangsmaterial für optimierte Ti4O7-Elektrodenmaterialien ; TiO2 monolides with adjustable pore structure as a starting material for optimised Ti4O7 electrode materials
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Autor/in / Beteiligte Person: | Beck, Giuliana |
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Veröffentlichung: | 2023 |
Medientyp: | Hochschulschrift |
Schlagwort: |
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