Simulation und Modellierung von Polymeren für Anwendungen in der Energiespeicherung und -wandlung Prof. Dr. Doreen Mollenhauer Gemeinsame Professur der Kooperation der Universität Jena und des HZBs am HIPOLE Jena (Helmholtz-Institut für Polymere in Energieanwendungen Jena) — seit 11/2024 Forschungsschwerpunkte • Theoretische Chemie und Materialmodellierung • Modellierung von Energiematerialien für die Energiespeicherung • Modellierung von Clustern und Nanomaterialien • Modellierung von Adsorptionsphänomenen und Reaktionen an Oberflächen 126 — FORSCHUNG Um Energiematerialien mit hoher Leistungsfähigkeit zu entwickeln, ist es notwendig, ihre strukturellen und funktionellen Eigenschaften tiefgehend zu verstehen. Meine Forschung befasst sich mit der computergestützten Untersuchung von Energiematerialien, um neue Materialien vorherzusagen und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu identifizieren. Zudem zielt sie auf ein besseres Verständnis von Grenzflächenprozessen, Einlagerungsmechanismen und Diffusionsprozessen ab. Im Bereich der polymerbasierten Batterien wurde ein mehrstufiges Screening-Verfahren entwickelt, bei dem experimentelle Daten und hochkorrelierte, wellenfunktionsbasierte Methoden als Benchmark dienen [1, 2]. Dieses Verfahren wird eingesetzt, um Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in Bezug auf die elektrochemischen Eigenschaften Modellierung von Energiematerialien für die Energiespeicherung von Benzo[d]-X-zolyl-pyridinyl (X = O, S, NH) Radikalen zu analysieren und vielversprechende redox-aktive Einheiten für die Synthese zu identifizieren. Mit Blick auf Feststoffbatterien wurde die Grenzflächenstabilität und strukturelle Eigenschaften möglicher Grenzflächen zwischen einer Lithium Anode und dem Feststoffelektrolyten Lithium-Phosphor-Oxynitrid sowie möglicher Zersetzungsprodukte untersucht. Unsere Ergebnisse verdeutlichen die zentrale Rolle der Li/Li2OGrenzflächenbildung, die zur Stabilisierung der Grenzfläche beiträgt und potenziell die Entstehung von Defekten sowie die Dendritenbildung an der Grenzfläche hemmen kann [3]. Darüber hinaus deutet die systematische Analyse auf eine spezifische Grenzflächenstabilitätssequenz hin, welche wertvolle Einblicke in die Bildung und Zusammensetzung der Festelektrolyt-Interphase (SEI) ermöglicht. [1] Achazi A. J., Fataj X., Rohland P., Hager M. D., Schubert U. S., Mollenhauer D. (2024): Development of a multi-step screening procedure for redox active molecules in organic radical polymer anodes and as redox flow anolytes, J. Comput. Chem., DOI: 10.1002/ chem.202302979. [2] Fataj X., Achazi A. J., Rohland P., Schröter E., Muench S., Burges R., Pohl K. L. H., Mollenhauer D., Hager M. D., Schubert U. S. (2023), Development of novel redox-active organic materials based on benzimidazole, benzoxazole, and benzothiazole – a combined theoretical and experimental screening approach, Chem. Eur. J., DOI: 10.1002/ chem.202302979. [3] Wang K., Janek J., Mollenhauer D. (2024): Insight into the Li/LiPON Interface at the Molecular Level: Interfacial Decomposition and Reconfiguration, Chem. Mater., DOI: 10.1021/acs.chemmater.4c00377. Abb. 1. Schematische Darstellung eines computergestützten Screening-Verfahrens für redox-aktive Einheiten in polymerbasierten Batterien. Bild: AG Mollenhauer
RkJQdWJsaXNoZXIy OTI3Njg=