Lehrstuhl für Werkstoffverfahrenstechnik

Materialien für die Energiewende

Am Lehrstuhl für Werkstoffverfahrenstechnik beschäftigen wir uns mit materialwissenschaftlichen Aspekten der elektrochemischen Energiewandlung und -speicherung. Im Fokus stehen dabei Technologien wie Brennstoffzellen, Redox-Flow-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien sowie die nachhaltige Erzeugung von grünem Wasserstoff und die Umwandlung von CO₂ in wertvolle chemische Produkte. Ziel ist es, durch ein vertieftes Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse einen Beitrag zur Entwicklung effizienter und langlebiger Energiesysteme zu leisten. Dabei decken wir die gesamte Wertschöpfungskette ab; von der Synthese vielversprechender Materialien, über deren Prozessierung in poröse Elektroden bis hin zu deren Einsatz in einer Einzelzelle unter technisch relevanten Betriebsbedingungen.

Ein besonderer Schwerpunkt unserer Forschung liegt auf der gezielten Nanostrukturierung funktionaler Materialien, da deren Eigenschaften maßgeblich durch Strukturmerkmale auf der Nano- und Mikroskala bestimmt werden. Darüber hinaus befassen wir uns intensiv mit der Prozessierung poröser Schichten, die eine zentrale Rolle für Stofftransport, Reaktionskinetik und die elektrochemische Leistungsfähigkeit spielen. Hierbei setzen wir unter anderem Verfahren wie das Elektrospinnen sowie verschiedene Templatierungsstrategien ein, um definierte Porenstrukturen und große aktive Oberflächen zu realisieren.

Zur Charakterisierung der Materialien und insbesondere der elektrokatalytischen Prozesse nutzen wir moderne in-situ- und operando-Methoden. Die Synchrotron-Röntgenabsorptionsspektroskopie ermöglicht es uns, strukturelle und elektronische Veränderungen von Elektrokatalysatoren unter realen Betriebsbedingungen zu untersuchen. Dadurch können wir Aktivierungs- und Konditionierungsprozesse, Degradationsmechanismen sowie elementare Reaktionspfade detailliert aufklären. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage für die gezielte Optimierung von Materialien hinsichtlich Aktivität, Stabilität und Effizienz.

Durch die enge Verknüpfung von Materialsynthese, Prozessentwicklung und fortschrittlicher Analytik leisten wir einen interdisziplinären Beitrag zur Weiterentwicklung nachhaltiger Energiesysteme und zur Transformation hin zu einer klimaneutralen Energieversorgung.

Kontakt

Prof. Dr. Christina Roth
Tel: 09 21 - 55 -7200
E-Mail: christina.roth@uni-bayreuth.de
https://www.lswv.uni-bayreuth.de/de/index.html