Redoxaktive / leitfähige Polymere
Synthese und Entwicklung redoxaktiver, leitfähiger oder konjugierter Polymere und Strukturen
Redoxaktive Polymernanostrukturen in Batterien
Aufbauend auf den Arbeiten zu reaktiven Monomeren werden in einer Zusammenarbeit mit der AG Schubert verschiedene Komponenten für organische Batterien entwickelt. Unter anderem wurde ein Emulsions- als auch Fällungsverfahren entwickelt, um definierte Suspensionen mit der redoxaktiven 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxyl-(TEMPO)-Funktion zu erhalten. Unter anderem konnte so ausgehend von einem Methacrylamid-Derivat die gesamte Prozesskette inklusive des Elektrolyten hin zu einer Zn-basierten Hybridbatterie in Wasser realisiert werden. Trotz der sehr hohen Beladung der Kathode konnten mehr als 70% des Aktivmaterials über mehr als 80 Zyklen ausgenutzt werden und somit eine Gesamtkapazität von > 4 mAh in einer Knopfzelle erreicht werden. Weitere Arbeiten befassen sich mit der Gestalltung von Kern-Schale-Systemen und alternativen Aktivmaterialien.
Konjugierte Polymere und Polyelektrolyten
Nach wie vor ist in der Arbeitsgruppe eine umfangreiche Expertise zur Synthese von konjugierten Polymeren oder allgemein Halbleiterpolymeren vorhanden. Unter anderem werden hierbei auch reaktive Gruppen integriert für eine selektive Modifikation oder zur Herstellung von konjugierten Polyelektrolyten. Der Einbau von Sulfoniumgruppen in substituiertes Polythiophen führt beispielsweise zu einem wasserlöslichem Material, dass eine breite Absorption bis 650 nm hat und eine hohe Leitfähigkeit im Film aufweist. Es können darüber hinaus auch weitere organische Halbleitermaterialien synthetisiert werden, die supramolekular zu langen Fasern aggregieren.