Projektbeschreibung
Kohleelektroden aus der CO2-Laserpyrolyse zur Umwandlung von Zellstoffresten auf Ligninbasis
Kohleelektroden sind in der Elektrochemie weit verbreitet, u. a. in Brennstoffzellen, Batterien und Elektrolyseuren, da sie über eine große Anzahl freier Elektronen für den Elektronenübergang verfügen. Die CO2-Laserpyrolyse von Zellstoffresten auf Ligninbasis mit hohem Kohlenstoffgehalt bietet eine nachhaltige Möglichkeit zur strukturierten Karbonisierung von Elektroden mit biologischer Abbaubarkeit im Sinne einer Kreislaufwirtschaft. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen werden im Rahmen des Projekts LASERION leistungsstarke, hierarchische, poröse, laserstrukturierte und karbonisierte Elektroden für eine noch nie dagewesene elektrochemische Ionenerfassung entwickelt. Das Team wird biobasierte Polymere unter Verwendung von Lignosulfonaten als Kohlenstoffquelle aufwerten, um nachhaltige Elektroden für die Iontronik herzustellen, eine aufkommende Technologie, die Ionen als Signalträger nutzt und eine Brücke zwischen Festkörperelektronik und biologischen Systemen schlägt.
Ziel
LASERION’s main objective is to develop robust and efficient hierarchical porous laser-patterned film (LPF) carbonized electrodes (CE) for unprecedented ion sensing by electrochemistry. LASERION’s ambition, aligned with the EU Green deal 2050 carbon neutrality roadmap and United Nations goal 9, is to contribute simultaneously to climate neutrality while proposing a new technological path to reinvent the modern electronical industry. For that purpose, the research fellow (RF) will conjointly with the host scientist, prepare sustainable electrodes through valorization of bio-based polymers via three material engineered strategies centered at the CO2-laser carbonization, namely porogen agents (before, WP1a), controlled atmosphere (during, WP1b), and conductive polymers (after, WP1c). The resulted carbonized based electrodes, using lignosulfonates as the carbon source, will be characterized with an extended portfolio of routine (WP3a) and advanced (WP3b) techniques listed in section 3.1. The same LPF-CE will be tested via electrochemistry in a newly engineered designed cell (WP2). Such electrochemical tests are divided in two configurations: standard (WP4a) three-electrodes cell (working, counter, and reference) and a more sophisticated cell (WP4b) with an additional potentiostat to provoke an electromagnetic stimulus. Combinedly, WP5 deals with training, communication, dissemination, and strategic network building. Finally, WP6 is dedicated to project management, specifically in the technical, administrative, financial, and IPR aspects. By accomplishing these ambitious work packages, tasks, and objectives towards unprecedented LPF-CE evaluating their ion sensitivity capacity in liquid using a new custom bipotentiostat electro-cell, LASERION attempts to provide a qualified training to the RF while delivering a potential technological readiness level 3 with an untapped modern CO2-laser pyrolysis conversion of lignin-based pulping residues for a needed circular economy.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsKoordinator
91054 Erlangen
Deutschland