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Bibliographic Metadata

  • Title
    Impedanzspektroskopische Charakterisierung der Transporteigenschaften von nanostrukturiertem Indiumoxid und kristallinen metallorganischen Gerüstverbindungen : / vorgelegt von Danielle Klawinski ; [Gutachter Dr. Thorsten Wagner, Prof. Dr. Michael Tiemann]
  • Author
    Klawinski, Danielle
  • Participants
    Wagner, Thorsten ; Tiemann, Michael
  • Published
    Paderborn, 2018
  • Description
    1 Online-Ressource (VII, 178 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
  • Institutional Note
    Universität Paderborn, Dissertation, 2018
  • Annotation
    Tag der Verteidigung: 29.05.2018
  • Defended on
    2018-05-29
  • Language
    German
  • Document Types
    Dissertation (PhD)
  • URN
    urn:nbn:de:hbz:466:2-30853 
  • DOI
    10.17619/UNIPB/1-332 
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Zusammenfassung
  • Im Rahmen dieser Arbeit wird die Impedanzspektroskopie hinsichtlich ihrer Eignung zur Charakterisierung von Transporteigenschaften poröser Materialien untersucht. Dazu wurden Beispiele aus dem Bereich Sensorik beziehungsweise Protonenleiter ausgewählt. Nanostrukturiertes Indiumoxid ist ein vielversprechendes Material für die Herstellung von optisch aktivierbaren resistiven Halbleitergassensoren. Zur Untersuchung der zugrundeliegenden Mechanismen werden Impedanzanalysen an makroporösem und mesoporösem Indiumoxid während der Photoaktivierung und anschließender Regeneration durchgeführt. Aufgrund der unterschiedlichen Morphologie und Struktur-Eigenschaften der Materialien können verschiedene Prozesse mit unterschiedlichen Zeitskalen während der Photoaktivierung und der Regeneration in den Materialien beobachtet werden. Weiterhin werden Protonenleitungsmechanismen zweier neuartiger, mikroporöser metallorganischer Gerüstverbindungen (MOFs) untersucht. Protonenleitende MOFs eignen sich potentiell für die Anwendung in Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen. Für die Impedanzmessungen an den MOFs wird ein Messplatz, der eine Impedanzanalyse bei verschiedenen Betriebsparametern ermöglicht, aufgebaut und mit Referenzproben (Nafion117-Membranen) charakterisiert. Zur Impedanzanalyse der MOFs werden einzelne Kristalle auf einer Interdigitalelektrode kontaktiert, sodass Anisotropie-Effekte nachgewiesen und die zugrundeliegenden Protonenleitungsmechanismen aufgeklärt werden konnten.
Abstract
  • In this thesis impedance spectroscopy is investigated as possible characterization method for transport properties in porous materials. For this purpose, examples were analysed in the field of sensors and proton conductors, respectively. Nanostructured indium oxide is a promising material for photo-enhanced resistive semiconducting gas sensors. Photo-activation and subsequent regeneration affects the electronic properties of the material which is investigated by impedance analysis of macroporous and mesoporous indium oxide. Due to different morphological and structural material properties various effects with different time scales can be observed during photo-activation and regeneration. Furthermore, proton conduction mechanism of two novel, microporous metal organic frameworks (MOFs) are investigated. Proton conductive MOFs can potentially be used as materials for applications in the field of proton exchange membrane fuel cells. For impedance measurements of the MOFs a measurement setup which enables impedance analysis at various operating parameters is established and characterized by reference samples (Nafion117 membranes). Due to inherent crystallinity and suitable contacting on interdigital electrodes impedance analysis of single crystals of the novel MOFs is performed. Thus, anisotropic effects are shown and the underlying proton conduction mechanisms are elucidated.
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