Neuartige nanostrukturierte Membranelektroden: Unterschied zwischen den Versionen

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|Projektinhalt=Mit den hergereichten Fördermitteln aus dem HWP-Programm wurden die Arbeiten am Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik unterstützt, an dem auf o. g. Themengebiet forscht wird. Es wurde insbesondere ein größeres Gerät für die elektronenmikroskopische Probenpräparation beschafft.
 
|Projektinhalt=Mit den hergereichten Fördermitteln aus dem HWP-Programm wurden die Arbeiten am Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik unterstützt, an dem auf o. g. Themengebiet forscht wird. Es wurde insbesondere ein größeres Gerät für die elektronenmikroskopische Probenpräparation beschafft.
  

Aktuelle Version vom 20. Oktober 2014, 13:56 Uhr

Neuartige nanostrukturierte Membranelektroden
Projektleitung Marion Wienecke , Prof. Dr. rer. nat. habil.
Kürzel
Projektbeginn 01. Januar 2002
Projektabschluss 31. Dezember 2002
Projektpartner
Projektbeteiligte Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik ,
Projektmittel 22000 €
Mittelgeber BM M-V -Projekt (HWP)
Fakultät(en)
Forschungsschwerpunkte(e) Produktentwicklung
Hyperlink http://www.hs-wismar.de/ifod

Inhalt

Mit den hergereichten Fördermitteln aus dem HWP-Programm wurden die Arbeiten am Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik unterstützt, an dem auf o. g. Themengebiet forscht wird. Es wurde insbesondere ein größeres Gerät für die elektronenmikroskopische Probenpräparation beschafft.

Bei den Forschungsaufgaben auf dem genannten Gebiet geht es darum, die Sensitivität eines elektrochemischer Gassensoren durch den Einsatz neuartiger nanostrukturierter Membranelektroden entscheidend zu erhöhen. Das Prinzip eines elektrochemischen Sensors besteht in einer galvanischen Zelle mit flüssigem Elektrolyt. Durch eine Diffusionsmembran gelangt die zu messende Gasspezies an eine Kathode und wird reduziert (nimmt Elektronen auf). Die ionisierte Gasspezies diffundiert durch den Elektrolyten zur Anode und wird dort oxidiert (gibt Elektronen ab). Der dabei zwischen Kathode und Anode zu messende Strom ist ein Maß für die Konzentration der Spezies.

Der einfachste Weg die Polarisation der Zelle und damit deren Sensitivität zu erhöhen besteht darin, die Fläche der Arbeitselektrode und damit EWE zu erhöhen. D. h. das Ensemble von Diffusionsmembran und Kathode (Arbeitselektrode) soll eine möglichst große spezifische Oberfläche des Kathodenmaterials aufweisen.

Diese Oberfläche stellt die Drei-Phasen-Grenze (TPB Three-Phasen-Boundary) zwischen dem zu messenden Gas, der Elektrode und dem Elektrolyten dar. Der Sauerstoff dringt durch eine poröse Diffusionsmembran ein und soll mit möglichst vielen Katalysator-Teilchen und mit dem elektrischer Leiter in Berührung kommen. Der Materialeinsatz der verwendeten Edelmetalle soll aus Kostengründen niedrig gehalten werden. Außerdem ist die Gasdurchlässigkeit zum flüssigen Elektrolyten zu beachten. Eine Vergrößerung der Fläche der Drei-Phasen-Grenze, und damit eine Vergrößerung der Oberfläche der Arbeitselektrode, ohne dass die Abmessungen des Sensors verändert werden, kann man erreichen, indem man die spezifische Oberfläche pro cm2 des Ensembles durch Nanostrukturierung erhöht. Dies sollte in unserem Projekt durch den Einsatz von Dünnschichttechnologien und neuer Materialien erreicht werden.