Kontinuierliche elektrochemische Prozesse

Dr. Wen Ju

Kontinuierliche elektrochemische Prozesse bieten einen vielversprechenden Weg, um grünen Strom als nachhaltige Antriebskraft für die Aufwertung von Chemikalien zu nutzen. Diese Prozesse beruhen auf Redoxreaktionen, die direkt an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt ablaufen. Dabei wird eine Spezies oxidiert, indem sie Elektronen abgibt, während eine andere reduziert wird, indem sie Elektronen aufnimmt.

Um bei elektrochemischen Prozessen eine optimale Leistung und Skalierbarkeit zu erreichen, sind jedoch ein umfassendes Verständnis, eine technische Integration und eine präzise Steuerung verschiedener Einflussfaktoren erforderlich. Diese Faktoren, einschließlich des Reaktionsmechanismus, der Eigenschaften des Elektrokatalysators, der Elektrodenkonfiguration, der Elektrolytzusammensetzung und der Betriebsparameter, stehen in einer komplexen Wechselwirkung zueinander. Um diese komplexen Zusammenhänge zu erfassen, ist ein multidisziplinärer Ansatz erforderlich, der eine Reihe von elektrochemischen Techniken wie z. B. zyklische Voltammetrie, Chronoamperometrie und Impedanzspektroskopie mit theoretischen Vorhersagen unter Verwendung der Dichtefunktionaltheorie und der Modellierung des Stofftransfers verbindet. Darüber hinaus spielen fortschrittliche Charakterisierungstechniken wie Operando-Infrarot-, Raman- und Röntgenmethoden eine entscheidende Rolle bei der Aufklärung grundlegender Mechanismen auf atomarer Ebene bis hin zum Gerätemaßstab.

Unser Ansatz zielt darauf ab, mehrdimensionale Grundlagenforschung zu betreiben und die Entwicklung von elektrochemischen Prozessen für praktische Anwendungen zu erleichtern.