Prof. Dr. Gunther Wittstock, Universität Oldenburg, Physikalische Chemie |

Energy materials provide a multitude of interfaces with inhomogeneously distributed reaction rates often directly dictating their functional properties. Local characterization is key to deriving structure-reactivity relationships and can be achieved by scanning electrochemical microscopy (SECM). The following challenges must be coped with: i) SECM studies have to deal with rough and even porous electrodes because composite materials are used in dye-sensitized solar cells and gas-diffusion electrodes for fuel cells and lithium-oxygen batteries. ii) Shielding the reactive interfaces from the laboratory environment is mandatory for studies negative electrodes in lithium-ion batteries.
Besides optimizing composite and porous materials, completely new concepts can be explored by arranging photoactive nanoparticples at liquid-liquid interfaces and to use chemical polarization to facilitate light-driven reaction.

Materialien in elektrochemischen Energiespeichern und Energiewandlern enthalten eine Vielzahl von Grenzflächen mit inhomogen verteilten Reaktivitäten, die direkt die Leistungsfähigkeit den Gesamtsystems bestimmen. Deren lokale Reaktivitätscharakterisierung ist ein Schlüssel, um Struktur-Reaktivitätsbeziehungen abzuleiten. Die elektrochemische Rastermikroskopie eröffnet einen Zugang dazu, wobei die folgenden Herausforderungen zu meistern sind: Untersuchung rauer und poröser Materialien da in farbstoffsensibilisierten Solarzellen, Batterien, Brennstoffzellen oder vorwiegend Komposite zum Einsatz kommen. Abschirmung reaktiver Grenzflächen (etwa negative Elektroden in Lithium-Ionen-Batterien) von der Umgebung.
Neben der Optimierung von Kompositelektroden für Energiewandlung, lassen sich auch ganz neue Konzepte verfolgen, etwa, in dem photoaktive Nanopartikel an Flüssig-flüssig-Grenzflächen assembliert werden und eine chemische Polarisation zur Unterstützung lichtgetriebener Reaktionen genutzt wird.