Ziel des Gesamtvorhabens AlSiBat ist es die perspektivischen Realisierungsmöglichkeiten von Me/Luft Batterien - insbesondere von Al/Luft und Si/Luft Batterien - in Hinblick auf wichtige Eigenschaften wie Wiederaufladbarkeit, Zyklenfestigkeit und Umweltverträglichkeit untersuchen und die in diesen Batterien verwendbaren Werkstoffe weiter zu entwickeln. Ziele der Teilprojekte am IEK-9 sind die Identifikation der grundlegenden elektrochemischen Prozesse und Transportmechanismen sowie der Vorgänge an den Grenzschichten, wobei diese auf atomistischer und makroskopischer Ebene experimentell untersucht werden. Anhand der Zusammenhänge sollen die Mechanismen die die Eigenschaften der Batterien bestimmen erkannt und darauf aufbauend eine systematische Materialentwicklung in diesem Bereich betrieben werden. Am IEK-9 werden drei Teilprojekte bearbeitet. Anodenseitig werden neue Elektrodenmaterialien auf der Grundlage von Al- und Si-basierten Legierungen entwickelt; auf der Kathodenseite wird die Eignung von Kohlenstoff-Trägermaterialien mit Übergangsmetallkatalysatoren für die Batterien untersucht. Die mikroskopischen Transformationsvorgänge und Transportmechanismen werden mit NMR und XPS, die makroskopischen elektrochemischen Charakteristika werden unter variierenden Umgebungsbedingungen mit Chronoamperometrie, Zyklovoltametrie und EIS analysiert. Die Grenzflächeneigenschaften werden mit XPS, AFM, EPR und 'rotating-disc' Techniken untersucht.
Im vorliegenden Teilprojekt 'Miniplant-Auslegung, Aufbau, Betrieb und Optimierung für die Hydroformylierung' soll die übergangsmetallkatalysierte Hydroformylierung von Alkenen zu Aldehyden und/oder Alkoholen in ein kontinuierliches Verfahren im Kleinmaßstab umgesetzt werden. Für die neu entwickelten Iridium-, Ruthenium-, Palladium- und/oder Eisen-Katalysatoren soll gleichzeitig ein effizientes Recyclingsystem entwickelt und in der Miniplant validiert werden. Dabei soll insbesondere die Flüssig-Flüssig-Zweiphasentechnik Verwendung finden. Mit Hilfe eines Online-Gaschromatographen soll die Steuerung der Anlage optimiert und eine bestmögliche Parameterkonfiguration ermittelt werden. Die Miniplant soll das Basic Design einer zukünftigen Produktionsanlage liefern und eine Kostenabschätzung des Gesamtverfahrens ermöglichen. Zur Analytik der komplexen Reaktionsfolge wird als erstes eine umfassende GC- und LC-Methodenentwicklung stattfinden. Um die Miniplant, sowohl die Reaktions- als auch die Separations-Einheiten, optimal auslegen zu können, muss dann eine intensive Untersuchung der Reaktionskinetik erfolgen. Schließlich ist die Miniplant auszulegen, zu erstellen und in Betrieb zu nehmen. Durch umfassende Untersuchungen an der Miniplant sollen die entscheidenden Grundlagen gelegt werden für die Entwicklung einer neuen ressourceneffizienten Hydroformylierungstechnik auf Basis kostengünstiger und nachhaltiger Katalysatorsysteme.