Fakultätsbericht 2016-2017

Professur für Angewandte Elektrochemie Prof. Dr. Andrea Balducci Forschungsschwerpunkte Die Arbeitsgruppe von Prof. Balducci kam im Juni 2016 an die Friedrich-Schiller-Universität Jena und arbeitet seitdem an der Synthese, der physikalischen und chemischen Charakterisierung sowie der Nutzung von Materialien, die von Interesse für Energiespeicherprozesse sind:  Hochleistungsenergiespeichersysteme: Superkondensatoren und Lithium-Ionen Akkumulatoren  Identifizierung, Synthese und Charakterisierung neuer Elektrolytkomponenten für Energiespeichersysteme  Synthese und Charakterisierung von ionischen Flüssigkeiten  Synthese von nanostrukturierten Materialien für Energiespeicher  Synthese und Verwendung von kohlenstoffhaltigen Materialien für Hochleistungsanwendungen  Untersuchung von Alterungsprozessen in Hochleistungsenergiespeichersystemen 78 — FORSCHUNG Abb. 1. Syntheseweg von protischen ionischen Flüssigkeiten und ihre Verwendung als Elektrolyt in Batteriesystemen (im Vergleich zu aprotischen ionischen Flüssigkeiten). Ionische Flüssigkeiten (ionic liquids, ILs) wurden vielfach als Elektrolyt und/oder Elektrolytkompo- nente für elektrochemische Energiespeicher un- Protische ionische Flüssigkeiten als Elektrolyte für Lithium-Ionen Akkumulatoren tersucht. Unsere Gruppe widmet sich der Synthe- se und Charakterisierung von ILs und als eine der ersten Gruppen haben wir die Nutzung von protischen ILs (PILs) in Lithium-Ionen Akkumula- toren (lithium-ion batteries, LIBs) in Erwägung gezogen. So konnten wir einerseits zeigen, dass die Leitfähigkeit und Viskostität von Elektrolyten auf Basis von PILs vergleichbar zu „konventio- nellen“ aprotischen ILs (AILs) ist. Andererseits hatten PILs basierte Systeme, dank einer einzig- artigen Ion-Ion-Wechselwirkung, eine bessere elektrochemische Perfomance im Vergleich zu AILs. Zudem sind PILs günstiger zu synthetisie- ren, sodass die Einführung dieser innovativen Elektrolyte einen wichtigen Schritt zu sichereren und günstigeren LIBs darstellen könnte. [1] Menne, S., Pires, J., Anouti, M., Balducci, A. (2013): Protic ionic liquids as electrolytes for lithium-ion batteries. Electrochemistry Communications, 31, 39-41. [2] Vogl, T., Menne, S., Kühnel, R.-S., Balducci, A. (2014): The beneficial effect of protic ionic liquids on the lithium environment in electrolytes for battery applications. Journal of Materials Chemistry A, 2, 8258- 8265. [3] Menne, S., Vogl, T., Balducci, A. (2015): Synthesis and electroche- mical characterization of bis(fluorosulfonyl)imide-based protic ionic liquids. Chemical Communications, 51, 3656-3659.