Synthese und Charakterisierung von stickstoffhaltigen Kohlenstoffnanoröhrchen als Elektrokatalysatoren

Abstract

Für die effektive Nutzung und Einbindung erneuerbarer Energien sind neuartige Materialien unerlässlich. In dieser Arbeit wurden hierarchische Elektroden auf Basis von Kohlenstoffgeweben und Kohlenstoffnanoröhrchen für den Einsatz als Elektroden in Vanadium-Redox-Flow-Batterien hergestellt. Dafür wurde der Prozess der Herstellung vom Substrat bis zur fertigen Elektrode untersucht und analysiert, mit der chemischen Gasphasenabscheidung im Fokus. Die hergestellten Elektroden wurden weiterhin elektrochemisch charakterisiert. Hier konnte der positive Effekt der hierarchischen Struktur beobachtet werden. Insgesamt ist es gelungen, den Syntheseprozess von Kohlenstoffnanoröhrchen zu validieren und zu charakterisieren. Hiermit wurden erfolgreich elektrochemisch aktive hierarchische Elektroden für Vanadium-Redox-Flow-Batterien hergestellt, deren Eigenschaften Kompositelektroden überlegen sind.

Novel materials are essential for the effective use and integration of renewable energies. In this work, hierarchical electrodes based on carbon cloth and carbon nanotubes were produced for use as electrodes in vanadium redox flow batteries. For this purpose, the process of fabrication from substrate to finished electrode was investigated and analysed, with chemical vapour deposition in focus. The manufactured electrodes were further characterised electrochemically. Here, the positive effect of the hierarchical structure could be observed. Overall, the synthesis of carbon nanotubes was successfully validated and characterised. Hereby, electrochemically active hierarchical electrodes for vanadium redox flow batteries were successfully produced, whose properties are superior to composite electrodes.