ElIonT

Projektbeschreibung

Es ist unbestritten, dass die Elektrochemie in unserer heutigen Gesellschaft eine zentrale Rolle spielt. Dies zeigt sich an ihrer tiefgreifenden Beteiligung an vielen Aspekten des t?glichen Lebens: von der Stromversorgung tragbarer elektronischer Ger?te bis hin zur pers?nlichen Elektromobilit?t, ¨¹ber Recycling, Abwasseraufbereitung, saubere Energieerzeugung, Wasserentsalzung, K?rperpflege und andere. Es scheint, dass wir die Grenzen der technologischen Entwicklung erreicht haben und ohne ein tiefes Verst?ndnis des Elektronen- und Ionentransferprozesses an der Grenzfl?che keine weiteren revolution?ren Fortschritte erzielt werden k?nnen. 

Ziel dieses Projektes ist eine ph?nomenologische Modellierung der Elektronen- und Ionentransferprozesse, indem die Marcus-Hush-Theorie des Elektronentransfers zu einer allgemeinen kinetischen Gleichung auf der Grundlage experimenteller Daten erweitert wird. Die erweiterte kinetische Gleichung sollte die Rolle der ¨¹bersch¨¹ssigen freien Gibbs-Energie auf die Kinetik des Elektronen- und Ionentransfers sowie die Rolle der Doppelschichtladung (Frumkin-Effekt) einbeziehen und kl?ren. Eine einheitliche Theorie des Ladungstransfers und des Transports wird im Rahmen der ph?nomenologischen Theorie des Transports und der klassischen und erweiterten irreversiblen Thermodynamik vorgeschlagen. Da die untersuchten Ph?nomene komplex und miteinander verkn¨¹pft sind, m¨¹ssen die Untersuchungstechniken Momentaufnahmen des Systems w?hrend seiner Entwicklung erfassen; dies wird durch die Verkn¨¹pfung der elektrochemischen Techniken mit der Quarzkristall-Mikrowaage erreicht, die in der Lage ist, in Echtzeit Masse?nderungen im Nanogrammbereich zu messen. Um die Zeitskalen abzudecken, die f¨¹r die Entwicklung der ph?nomenologischen Theorie erforderlich sind, werden wir dynamische Impedanz- und Differential-Immissionsspektren mit einem dynamischen Multifrequenzansatz messen. Dabei wird das System mit einem Multisinussignal gest?rt und die lineare und nichtlineare Stromantwort auf Masse?nderung extrahiert. Die Bewertung der ph?nomenologischen Parameter wird sich auf neuartige Analysealgorithmen und eine pr?zise Modellierung der Schnittstelle st¨¹tzen.