Poröse Materialien
Die Kombination aus Entwicklung von porösen Materialien und Überprüfung, ob diese für relevante Anwendungen wie z.B. Brennstoffzellen oder Gas-Sensoren geeignet sind, ist die Basis der Forschung im Arbeitskreis Tiemann.
Unser Fokus liegt auf der Synthese von metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs), periodisch mesoporösen Organosilikaten (PMOs) und meso- oder makroporösen Metalloxiden.
Brennstoffzellen
Die Wasserstoff-Brennstoffzelle ist eine wichtige Komponente moderner Energie- und Mobilitätskonzepte. Die Schlüsselkomponente einer Wasserstoff-Brennstoffzelle ist die ionenleitende Membran, welche die beiden Elektroden voneinander trennt. Diese Membran muss Ionen (Wasserstoff-Kationen, H+, oder Hydroxid-Anionen, OH-) transportieren können, ohne gleichzeitig elektronisch leitend zu sein. In unserer Gruppe werden zu diesem Zweck neue Stoffe hinsichtlich ihrer Protonenleitfähigkeit mittels der Impedanzspektroskopie erforscht. Dabei liegt das Augenmerk auf der Untersuchung entsprechender Leitungsmechanismen auf molekularer Ebene. Insbesondere der Einfluss von Feuchtigkeit spielt eine wesentliche Rolle.
Gas Sensoren
Die Forschung an resistiven und optischen Gas-Sensoren auf Basis von porösen Metalloxiden und MOFs ist ein Kernthema der Gruppe. Dabei stehen sowohl die Synthese der porösen Materialien (etwa SnO2, In2O3, Co3O4 etc.) und die anschließende Überprüfung der Gassensitivität im Mittelpunkt. Die gezielte Steuerung der Porosität durch geeignete Syntheseverfahren, etwa durch Strukturabformung, bietet daher diverse Möglichkeiten, Halbleiter-Gassensoren mit besonderen Eigenschaften hinsichtlich Sensitivität, Selektivität, Ansprechzeit oder Betriebstemperatur zu erzeugen. Auch die Licht-Aktivierung der Sensoren ist für uns von besonderer Bedeutung.