Synthese und Optimierung von nanostrukturiertem Kohlenstoff auf Chitosanbasis für die Anwendung in Natrium-Ionen-Batterien

Kurzfassung

Angesichts der steigenden Nachfrage für nachhaltige Energiespeicherung basierend auf unkritischen Rohstoffen nehmen Natrium-Ionen-Batterien immer mehr an Bedeutung zu. Deswegen war die Optimierung und Herstellung von leitfähigen, porösen harten Kohlenstoffen mit hohen Oberflächen auf Basis des umweltfreundlichen Rohstoffes Chitosan Ziel der Arbeit. Es wurden drei verschiedene Materialklassen (Aerogele, Xerogele und Pulver) mit und ohne milde Aktivierungsreagenzien (Natriumcarbonat und Natriumacetat) karbonisiert und die erhaltenen Kohlenstoffe mittels Physisorption sowie Pulverleitfähigkeitsmessungen untersucht. Es ließen sich Materialien mit hohen Oberflächen von 1530 m2/g, hohen Mikroporenvolumen von 0.5 cm3/g und Leitfähigkeiten über 2153 S/m erzielen. Des Weiteren wurde eine effizientere Wasser- und ressourcensparende Methode zur Aktivierung von Xerogelen gefunden.