Einblicke in die Mikrostruktur von Batteriematerialien
Dr. Priyanka Sharma erhält den Forschungspreis des Arbeitskreises Kohlenstoff für ihre herausragende Dissertation
Dr. Priyanka Sharma erhält den Forschungspreis des Arbeitskreises Kohlenstoff für ihre Dissertation über Kohlenstoffxerogele in Vanadium-Redox-Flow-Batterien.
Dr. Priyanka Sharma, ehemalige Doktorandin in der Forschungsgruppe von Prof. Claudia Weidenthaler am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, wurde mit dem Forschungspreis des Arbeitskreises Kohlenstoff (AKK) für ihre Dissertation „Characterization of Carbon Xerogels for Application in Vanadium Redox Flow Batteries“ ausgezeichnet. Der Preis ist mit 1.000 Euro dotiert und mit einer zweijährigen AKK-Mitgliedschaft verbunden.
Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFBs) gelten als wichtiges Puzzlestück in der Energiewende, da sich mit ihnen große Mengen erneuerbarer Energie speichern lassen. Sie sind langlebig und stabil, ihre Wirtschaftlichkeit hängt jedoch maßgeblich von der Leistungsfähigkeit zentraler Komponenten wie Elektroden und Bipolarplatten ab. Jede Verbesserung dieser Materialien trägt entscheidend dazu bei Energiespeicherung effizienter und kostengünstiger zu machen.
In ihrer Dissertation untersuchte Sharma, wie sich Kohlenstoffxerogele, leichte, poröse Kohlenstoffmaterialien, als Elektrokatalysatoren auf den Elektroden und als leitfähige Nanofüllstoffe in Bipolarplatten einsetzen lassen. Mithilfe von Spektroskopie, Mikroskopie und modernster, synchrotronbasierter Röntgentomographie analysierte sie, wie chemische Zusammensetzung und Mikrostruktur die elektrochemischen Eigenschaften beeinflussen. Durch diesen neuartigen multi-skaligen Ansatz konnte sie die innere Struktur der Verbundmaterialien so detailliert wie nie zuvor sichtbar machen und zeigen wie sie mit der elektrischen Leitfähigkeit zusammenhängt.
Ihre Ergebnisse zeigen, dass eine höhere Leitfähigkeit oft auf Kosten der Korrosionsbeständigkeit geht und dass Kohlenstoffxerogele herkömmlichem Kohlenstoff als leitfähige Füllstoffe überlegen sein können. Darüber hinaus setzt ihre Arbeit methodisch neue Maßstäbe weit über Redox-Flow-Batterien hinaus, etwa für Brennstoffzellen und Katalysatormaterialien.
Die Dissertation entstand im Rahmen des „CarboGels“-Projekts, einer Kooperation der Arbeitsgruppen von Prof. Wolfgang Schmidt und Prof. Claudia Weidenthaler am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung mit dem Fraunhofer-Institut UMSICHT.
Der Arbeitskreis Kohlenstoff (AKK) ist Teil der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG) und der European Carbon Association (ECA). Seit über 60 Jahren fördert er den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie im Bereich der Kohlenstoffmaterialien.
