Technische Universität Dresden - cfaed

Der Lehrstuhl für Molekulare Funktionsmaterialien besteht seit August 2014 im Rahmen des Exzellenzclusters cfaed (Center for Advancing Electronics Dresden) als strategische Professur unter Leitung von Prof. Dr. Xinliang Feng. Das Ziel ist die Identifikation und Entwicklung zukunftsweisender Forschungsfelder. Im Fokus stehen hierbei vor allem Graphen, zweidimensionale Nanomaterialien, konjugierte organische Materialien und kohlenstoffreiche Moleküle und Materialien für den Einsatz in elektronischen Bauteilen, in der Energiespeicherung und Energieerzeugung.

Das am Lehrstuhl etablierte Verfahren der elektrochemischen Exfolierung von Graphit liefert Graphen und Few-Layer-Graphene mit hohen Ausbeuten. Im Gegensatz zu rein mechanischen Exfolierungsverfahren werden durch den Prozess Flakes mit größerer lateraler Ausdehnung (mehrere Mikrometer) bei gleichzeitig geringerer Schichtdicke erzeugt.

Durch den Stromfluss bei der Elektrolyse wird je nach Prozessbedingungen eine unterschiedliche Menge an funktionellen Gruppen erzeugt, wobei der Sauerstoffgehalt zwischen etwa 5-15% gezielt eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann eine Prozessierbarkeit ähnlich der von Graphen-Oxid erreicht werden, wobei kritische Eigenschaften wie Leitfähigkeit und mechanische Stabilität erhalten bleiben. Dies, in Kombination mit der skalierbaren und umweltfreundlichen Prozessführung, macht elektrochemisch exfoliertes Graphen insbesondere für den Einsatz in Kompositen, Beschichtungen, Tinten und Elektroden (Batterien, Supercaps, Katalysatoren) interessant.