Jahresbericht 2018-2019

Im Bereich der Energiespeicherung widmet sich die AG Schubert verschiedenen Typen von Poly- mer-basierten Batterien. So werden auch dünne, prinzipiell druckbare Batterien auf Basis von redoxaktiven Polymeren untersucht. Im Hinblick auf eine industrielle Fertigung dieser Systeme sind auch druckbare Elektrolyte notwendig. Auf Basis von ionischen Flüssigkeiten konnte hier ein geeigneter Gelelektrolyt hergestellt werden [5]. Im Bereich der Polymer-Redox-Flow-Batterien wurde ein neues vielversprechendes Polymer mit einem zwitterionischen Comonomer hergestellt [6]. Hierdurch können Elektrolyte mit vergleichs- weise hohen Kapazitäten erhalten werden. Wei- terhin wurden neue Methoden zur Überwachung des Ladezustands von (organischen) Redox-Flow- Batterien etabliert, welche zuverlässig den SOC der Batterien anzeigen können [7]. [5] Muench, S., Burges, R., Lex-Balducci, A., Brendel, J. C., Jäger, M., Friebe, C., Wild, A., Schubert, U. S. (2019): Printable ionic liquid-based gel polymer electrolytes for solid state all-organic batteries. Energy Storage Materials, DOI: 10.1016/j.ensm.2019.09.011. Polymere für die Energiespeicherung [6] Hagemann, T., Strumpf, M., Schröter, E., Stolze, C., Grube, M., Nischang, I, Hager, M. D., Schubert, U. S. (2019): (2,2,6,6- Tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl-containing zwitterionic polymer as catholyte species for high-capacity aqueous polymer redox flow batteries. Chemistry of Materials, DOI: 10.1021/ acs.chemmater.9b02201. [7] Stolze, C., Meurer, J. P., Hager, M. D., Schubert, U. S. (2019): An amperometric, temperature-independent, and calibration-free method for the real-time state-of-charge monitoring of redox flow battery electrolytes. Chemistry of Materials, DOI: 10.1021/ acs.chemmater.9b02376. Im Frühjahr 2019 wurde das Schwerpunktprogramm SPP 2248 „Polymer-basierte Batte- rien“ vom Senat der DFG einge- richtet, welches von Prof. Schubert koordiniert wird. Ziel dieses Programms ist die Auf- klärung von Struktur-Eigen- schafts-Beziehungen sowie das Design und die Synthese neuartiger Aktivmaterialien, die zu Batterien auf Polymerbasis mit vorzugsweise hohen Kapa- zitäten und längerer Lebens- dauer über viele Zyklen führen werden. In den nächsten Jahren (2020 bis 2023 für die erste Förderphase) widmen sich Wissenschaftler aus ganz Deutschland diesen Forschungsarbeiten (siehe auch S. 16). Im November 2019 startete das „International Training Network“ (ITN) „Polystorage“, das ebenfalls von Prof. Schubert koordiniert wird. Zwölf begünstigte Einrichtungen sowie dreizehn Partnerinstitutionen aus Forschung und Industrie werden hier zu neuen polymerbasierten Batterie- speichern forschen (siehe auch S. 18). Koordinierte Programme im Bereich polymer-basierter Batterien Abb. 2. Polymer-basierte Redox-Flow Batterie. Foto: Jan-Peter Kasper. Abb. 3. Logo des SPP 2248. Abb. 4 Das Projekt „Polystorage“ wird im Rahmen des Horizon2020 — Marie Sklodowska-Curie Actions Programm der EU gefördert. FORSCHUNG — 57