Nanoanalyse Elektrochemischer Prozesse
Über
Um Elektrolyseure und Brennstoffzellen weiterzuentwickeln ist ein detailliertes Verständnis der Mechanismen notwendig, welche Nanostrukturen während elektrochemischer Prozesse verändern. Dieses Wissen kann angewendet werden, um die Effizienz, Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit dieser Geräte zu verbessern und ihren Durchsatz zu erhöhen. Dies wiederrum ermöglicht es, Wasserstofftechnologie effektiv zur Speicherung erneuerbarer Energien einzusetzen.
Zu diesem Zweck vereinen wir dimensionsübergreifende, korrelative Verfahren, mit deren Hilfe wir Vollzellanalysen, in-situ Degradationsstudien, Modellierung, sowie operando-Flüssigphasen-Elektronenmikroskopie vereinen.
Forschungsthemen
Um die Prozesse in Zusammenhang mit Wachstum und Veränderung von Nanostrukturen zu verstehen, bedienen wir uns verschiedener Methoden:
- Synthese neuer katalytischer Materialien
- Entwicklung von Protokollen für beschleunigte Belastungstest
- Charakterisierung von Halb- und Vollzelltests
- Nanostrukturanalyse mittels operando Elektronenmikroskopie
- Simulationen kinetischer elektrochemischer Prozesse
- Elektronenstrahlinduzierte Effekte in Flüssigphasen-Elektronenmikroskopie
- Quantitative Flüssigphasen-Elektronenmikroskopie
Members

- T. Couasnon, B. Fritsch, M. P. M. Jank, R. Blukis, A. Shreiber, A. Hutzler, L. G. Benning, Goethite Mineral Dissolution to Probe Radiolytic Water Chemistry in Liquid-Phase Electron Microscopy, Advanced Science 10 (ASAP), accepted, 2023, DOI: 10.1002/advs.202301904
- J. Schwarz, M. Niebauer (equal contribution), M. Kolesnik-Gray, M. Szabo, P. Chava, L. Baier, J. Schulze, A. Erbe, V. Krstic, M. Rommel, A. Hutzler, Correlating 4x4 Transfer Matrix Modeling with Optical Microspectroscopy for Layer Counting of Anisotropic 2D Materials, Small Methods 7 (ASAP), accepted, 2023, DOI: 10.1002/smtd.202300618
- S. Auffarth, M. Wagner, B. Fritsch, A. Hutzler, T. Böhm, L. Hager, S. Thiele, J. Kerres, Nanophase-Separated Block-co-Polymers Based on Phosphonated Pentafluorostyrene and Octylstyrene for Proton-Exchange Membranes, ACS Materials Letters 5 (ASAP), 2023, pp. 2039 - 2046, DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c00569
- M. Milosevic, T. Böhm, A, Körner, M. Bierling, L. Winkelmann, K. Ehelebe, A. Hutzler, M. Suermann, S. Thiele, S. Cherevko, In Search of Lost Iridium: Quantification of Anode Catalyst Layer Dissolution in Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers, ACS Energy Letters 8 (6), 2023, pp. 2682 - 2688, DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00193
- B. Fritsch, A. Körner (equal contribution), T. Couasnon, R. Blukis, M. Taherkhani, M. P. M. Jank, L. G. Benning, E. Spiecker, A. Hutzler, Tailoring the Acidity of Liquid Media with Ionizing Radiation: Rethinking the Acid-Base Correlation Beyond pH, Journal of Physical Chemistry Letters 14 (20), 2023, pp. 4644 - 4651, DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c00593
- M. Koleśnik-Gray, L. Meingast, M. Siebert, T. Unbehaun, T. Huf, G. Ellrott, G. Abellan-Saez, S.Wild, V. Lloret, U. Mundloch, J. Schwarz, M. Niebauer, M. Szabo, M. Rommel, A. Hutzler, F. Hauke, A. Hirsch, V. Krstić, Unconventional conductivity increase in multilayer black phosphorus, npj 2D Materials and Applications 7, 2023, Art. Nr. 21, DOI: 10.1038/s41699-023-00384-2
- M. Minichová, C. Van Pham, B. Xiao, A. Savan, A. Hutzler, A. Körner, I. Khalakhan, M. Gamón Rodríguez, I. Mangoufis-Giasin, V. Briega-Martos, A. Kormányos, I. Katsounaros, Karl J. J. Mayrhofer, A. Ludwig, S. Thiele, S. Cherevko, Isopropanol Electro-oxidation on Pt-Ru-Ir: A Journey from Model Thin Film Libraries towards Real Electrocatalysts, Electrochimica Acta 444, 2023, Art. Nr. 142032, DOI: 10.1016/j.electacta.2023.142032
- S. Ruck, A. Körner, A. Hutzler, M. Bierling, J. Gonzalez, W. Qu, C. Bock, S. Thiele, R. Peach, C. Van Pham, Carbon supported NiRu alloy nanoparticles as an effective cathodic catalyst in anion exchange membrane water electrolyzers, Journal of Physics: Energy 4 (4), 2022, Art. No. 044007, DOI: 10.1088/2515-7655/ac95cd
- B. Fritsch, T. S. Zech, M. P. Bruns, S. Khadivianazar, N. Z. Talebi, A. Körner, M. Wu, S. Virtanen, T. Unruh, M. P. M. Jank, E. Spiecker, A. Hutzler, Radiolysis-Driven Evolution of Gold Nanostructures - Model Verification by Scale Bridging in situ Liquid-Phase Transmission Electron Microscopy and X-Ray Diffraction, Advanced Science 9 (25), 2022, Art. Nr. 2202803, DOI: 10.1002/advs.202202803
- R. Stöber, F. Mai, O. Sebastian, A. Körner, A. Hutzler, P. Schühle, A highly stable bimetallic transition metal phosphide catalyst for selective dehydrogenation of n-heptane, ChemCatChem 14, 2022, Art. Nr. e202200371, DOI: 10.1002/cctc.202200371
- Y.-P. Ku, K. Ehelebe, A. Hutzler, M. Bierling, T. Böhm, A. Zitolo, M. Vorokhta, N. Bibent, F. D. Speck, D. Seeberger, I. Khalakhan, K. J. J. Mayrhofer, S. Thiele, F. Jaouen, S. Cherevko, Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Media Causes Iron Leaching from Fe-N-C Electrocatalysts, Journal of the American Chemical Society 144 (22), 2022, S. 9753 - 9763, DOI: 10.1021/jacs.2c02088
- B. Fritsch, M. Wu, A. Hutzler, D. Zhou, R. Spruit, L. Vogl, J. Will, R. H. H. Pérez Garza, M. März, M. P. M. Jank, E. Spiecker, Sub-Kelvin thermometry for evaluating the local temperature stability within in situ TEM gas cells, Ultramicroscopy 235, 2022, Art. Nr. 113494, DOI: 10.1016/j.ultramic.2022.113494
- B. Fritsch, A. Hutzler (equal contribution), M. Wu, S. Khadivianazar, L. Vogl, M. P. M. Jank, M. März, E. Spiecker, Accessing local electron-beam-induced temperature changes during in situ liquid-phase transmission electron microscopy, Nanoscale Advances 3 (9), 2021, S. 2466 - 2474 , DOI: 10.1039/D0NA01027H