Projektverbund „Umweltverträgliche Anwendungen der Nanotechnologie“ (UMWELTnanoTECH)

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Anwendungen der Nanotechnologie besitzen ein hohes nutzbringendes Potenzial für die Umwelt und Gesundheit. Das Bayerische Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz hat zusammen mit der Technischen Universität München einen Projektverbund eingerichtet, der dabei helfen soll, dieses Potenzial verantwortungsvoll zu nutzen. Auf der Auftaktveranstaltung und Fachtagung am 22. November 2013 im Deutschen Museum wurden Inhalte und Ziele der zehn Projekte des Verbunds präsentiert. Am 27. Februar 2015 wurde im Wissenschaftszentrum in Straubing Zwischenbilanz gezogen.

Die wesentlichen Ergebnisse des Projektverbunds wurden am 23. November 2016 von Frau Staatsministerin Ulrike Scharf bei einem „Bavarian Pre-Opening“ in deutscher Sprache vorgestellt. Anschließend präsentierten die Projektleiter des Verbunds ihre Ergebnisse auf dem internationalen Kongress „Next Generation Solar Energy Meets Nanotechnology“, der bis 25. November 2016 in der Heinrich-Lades-Halle in Erlangen stattfand.

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Teilprojekte

Koordinierung

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Organische Photovoltaik

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Energiespeicher
 

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Thermoelektrizität
 

Organische Photovoltaik

Energiespeicher

Thermoelektrizität

 

Veranstaltungen

Abschlussveranstaltung

Präsentation der Ergebnisse des Projektverbunds UMWELTnanoTECH auf dem Bavarian Pre-Opening der Konferenz „Next Generation Solar Energy Meets Nanotechnology“ vom 23. – 25. November 2016 in der Heinrich-Lades-Halle in Erlangen.

Ministerin Scharf mit Hochschulvertretern

Zwischenbilanz

Zwischenbilanz und Fachtagung mit Staatsministerin Ulrike Scharf am 27. Februar 2015 am Wissenschaftszentrum Straubing

Ministerin Scharf mit Hochschulvertretern

Auftaktveranstaltung

Am 22. November 2013 startete Herr Staatsminister Dr. Marcel Huber am Deutschen Museum in München den Projektverbund „Umweltverträgliche Anwendungen der Nanotechnologie“ und überreichte symbolisch einen Förderscheck. Im Anschluss stellten die Verbundmitglieder auf einer wissenschaftlichen Fachtagung Ihre Projektvorhaben vor.

Minister Huber mit Hochschulvertretern

Publikationen

Wissenschaftliche Originalartikel

2016

  • A. Greppmair, B. Stoib, N. Saxena, C. Gerstberger, P. Müller-Buschbaum, M. Stutzmann, M. S. Brandt (2016): Measurement of the in-plane thermal conductivity by steady-state infrared thermography. arXiv:1608.00995v1 [physics.ins-det], 2016
  • J. D. Perea, S. Langner, M. Salvador, J. Kontos, G. Jarvas, F. Winkler, F. Machui, A. Goerling, A. Dallos, T. Ameri, C. J. Brabec (2016): Combined Computational Approach Based on Density Functional Theory and Artificial Neural Networks for Predicting The Solubility Parameters of Fullerenes. JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, 2016, 120(19), pp. 4431-4438, doi: 10.1021/acs.jpcb.6b00787
  • G. Schierning, J. Stoetzel, R. Chavez, V. Kessler, J. Hall, R. Schmechel, T. Schneider, N. Petermann, H. Wiggers, S. Angst, D. E. Wolf, B. Stoib, A. Greppmair, M. Stutzmann, M. S. Brandt (2016): Silicon-based nanocomposites for thermoelectric application. PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE, 213(3), pp. 497-514, doi: 10.1002/pssa.201532602
  • Y. Ji, F. Hui, Y. Shi, V. Iglesias, D. Lewis, J. Niu, S. Long, M. Liu, A. Hofer, W. Frammelsberger, G. Benstetter, A. Scheuermann, P. C. McIntyre, M. Lanza (2016):  Characterization of the photocurrents generated by the laser of atomic force microscope.  Review of Scientific Instrument, 2016, 87, 083703, doi:  10.1063/1.496059
  • C. R. Singh, T. Honold, T. P. Gujar, M. Retsch, A. Fery, M. Karg, M. Thelakkat (2016): The role of colloidal plasmonic nanostructures in organic solar cell.  PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS, 2016, 18(33), pp. 23155-23163, doi:  10.1039/c6cp04451
  • M. Hufnagel, M. Thelakkat (2016): Simultaneous Morphological Stability and High Charge Carrier Mobilities in Donor-Acceptor Block Copolymer/PCBM Blends. Journal of Polymer Science Part B – Polymer Physics, 2016, 54 (12), 1125-1136, doi: 10.1002/polb.24013
  • C. J. Mueller, T. Klein, E. Gann, C. R. McNeill, M. Thelakkat (2016): Azido-Functionalized Thiophene as a Versatile Building Block To Cross-Link Low-Bandgap Polymers. Macromolecules, 2016, 49 (10), 3749-3760, doi: 10.1021/acs.macromol.5b02659
  • M. Hufnagel, M. Fischer, T. Thurn-Albrecht, M. Thelakkat (2016): Influence of Fullerene Grafting Density on Structure, Dynamics, and Charge Transport in P3HT‑b‑PPC61BM Block Copolymers. Macromolecules, 2016, doi: 10.1021/acs.macromol.5b02276
  • C. R. Singh, C. Li, C. J. Mueller, S. Hüttner, M. Thelakkat (2016): Influence of Electron Extracting Interface Layers in Organic Bulk-Heterojunction Solar Cells. Advanced Materials Interfaces, 2016, 3 (4), doi: 10.1002/admi.201500422

2015

  • I. Kondofersky, H. K. Dunn, A. Mueller, B. Mandlmeier, J. M. Feckl, D. Fattakhova-Rohlfing, C. Scheu, L. M. Peter, T. Bein (2015):  Electron Collection in Host-Guest Nanostructured Hematite Photoanodes for Water Splitting: The Influence of Scaffold Doping Density. ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7(8), pp. 4623-4630, doi: 10.1021/am5078667
  • N. K. Minar, P. Docampo, D. Fattakhova-Rohlfing, T. Bein (2015):  Guided in Situ Polymerization of MEH-PPV in Mesoporous Titania Photoanode. ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7(19), pp. 10356-10364, doi: 10.1021/acsami.5b01262
  • J. M. Feckl, H. K. Dunn, P. M. Zehetmaier, A. Müller, S. R. Pendlebury, P. Zeller, K. Fominykh, I. Kondofersky, M. Doeblinger, J. R. Durrant, C. Scheu, L. Peter, D. Fattakhova-Rohlfing, T. Bein, (2015): Ultrasmall Co3O4 Nanocrystals Strongly Enhance Solar Water Splitting on Mesoporous Hematite. ADVANCED MATERIALS INTERFACES, 2015, 2(18), 1500358, doi: 10.1002/admi.201500358
  • A. Ivanova, M. C. Fravventura, D. Fattakhova-Rohlfing, J. Rathousky, L. Movsesyan, P. Ganter, T. J. Savenije, T. Bein (2015): Nanocellulose-Templated Porous Titania Scaffolds Incorporating Presynthesized Titania Nanocrystal.  CHEMISTRY OF MATERIAL, 2015, 27(18), pp. 6205-6212, doi:  10.1021/acs.chemmater.5b00770
  • K. Fominykh, P. Chernev, I. Zaharieva, J. Sicklinger, G. Stefanic, M. Döblinger, A. Müller, A. Pokharel, S. Böcklein, C. Scheu, T. Bein, D. Fattakhova-Rohlfing (2015): Iron-Doped Nickel Oxide Nanocrystals as Highly Efficient Electrocatalysts for Alkaline Water Splitting. ACS Nano, 2015, 9, 5180-5188, doi: 10.1021/acsnano.5b00520
  • F. Machui, P. Maisch, I. Burgues-Ceballos, S. Langner, J. Krantz, T. Ameri, C. J. Brabec (2015):  Classification of Additives for Organic Photovoltaic Devices. Chemphyschem, 2015, 16 (6), 1275-1280, doi: 10.1002/cphc.201402734
  • A. Leguy, Y. Hu, M. Campoy-Quiles, M. I. Alonso, O. J. Weber, P. Azarhoosh, M. van Schilfgaarde, M. T. Weller, T. Bein, J. Nelson, P. Docampo and P. R. F. Barnes (2015): Reversible Hydration of CH(3)NH(3)Pbl(3) in Films, Single Crystals, and Solar Cells. Chemistry of Materials, 2015, 27, 3397-3407, doi: 10.1021/acs.chemmater.5b00660
  • D. Sarauli, C. Wettstein, K. Peters, B. Schulz, D. Fattakhova-Rohlfing, F. Lisdat (2015): Interaction of Fructose Dehydrogenase with a Sulfonated Polyaniline: Application for Enhanced Bioelectrocatalysis. ACS Catalysis, 2015, 5, 2081-2087, doi: 10.1021/acscatal.5b00136
  • B. Stoib, A. Greppmair, N. Petermann, H.Wiggers, M. Stutzmann, M. S. Brandt: Laser-assisted wet-chemical doping of sintered Si and Ge nanoparticle films, Advanced Electronic Materials, 1, 1400029 (2015); doi: 10.1002/aelm.201400029
  • A. Binek, F. C. Hanusch, P. Docampo, T. Bein (2015): Stabilization of the Trigonal High-Temperature Phase of Formamidinium Lead Iodide. Journal of Physical Chemistry Letters, 2015, 1249-1253, doi: 10.1021/acs.jpclett.5b00380
  • P. Kurzweil, B. Frenzel, A. Hildebrand (2015): Voltage‐Dependent Capacitance, Aging Effects, and Failure Indicators of Double‐Layer Capacitors during Lifetime Testing. CHEMELECTROCHEM, 2: 160–170. doi:10.1002/celc.201402300
  • P. Kurzweil, A. Hildebrand, M. Weiss (2015): Accelerated Life Testing of Double-Layer Capacitors: Reliability and Safety under Excess Voltage and Temperature. CHEMELECTROCHEM, 2: 150-159. doi: 10.1002/celc.201402302
  • A. Ivanova, K. Fominykh, D. Fattakhova-Rohlfing, P. Zeller, M. Döblinger, T. Bein (2015): Nanocellulose-Assisted Formation of Porous Hematite Nanostructures. Inorg. Chem. 2015, 54, 1129−1135; doi: 10.1021/ic502446f
  • K. Peters, P. Zeller, G. Stefanic, V. Skoromets, H. Němec, P. Kužel, D. Fattakhova-Rohlfing (2015): Water-Dispersible Small Monodisperse Electrically Conducting Antimony Doped Tin Oxide Nanoparticles. Chem. Mater. 2015, 27, 1090−1099; doi: 10.1021/cm504409k

2014

  • B. Stoib, S. Filser, N. Petermann, H. Wiggers, M. Stutzmann, M. S. Brandt: Thermal conductivity of mesoporous films measured by Raman spectroscopy, Appl. Phys. Lett. 104, 161907 (2014); doi: 10.1063/1.4873539
  • J. C. Brendel, M. M. Schmidt, G. Hagen, R. Moos, M. Thelakkat: Controlled Synthesis of Water-Soluble Conjugated Polyelectrolytes Leading to Excellent Hole Transport Mobility, Chem. Mater. 2014, 26 (6), pp 1992–1998; doi: 10.1021/cm500500t
  • D. Sarauli, K. Peters, C. Xu, B. Schulz, D. Fattakhova-Rohlfing (2014): 3D-Electrode Architectures for Enhanced Direct Bioelectrocatalysis of Pyrroloquinoline Quinone-Dependent Glucose Dehydrogenase. ACS Applied Materials & Interfaces, 2014, 6, 17887-17893, doi: 10.1021/am5046026
  • B. Stoib, S. Filser, J. Stötzel, A. Greppmair, N. Petermann, H. Wiggers, G. Schierning, M. Stutzmann, M. S. Brandt: Spatially resolved determination of thermal conductivity by Raman spectroscopy, Semiconductor Science and Technology 29, 124005 (2014)
  • P. Docampo, F. C. Hanusch, N. Giesbrecht, P. Angloher, A. Ivanova,  T. Bein (2014): Influence of the orientation of methylammonium lead iodide perovskite crystals on solar cell performance. APL Materials 2, 081508 (2014); doi: 10.1063/1.4890244
  • H. K. Dunn, J. M. Feckl, A. Müller, D. Fattakhova-Rohlfing, S. G. Morehead, J. Roos, L. M. Peter, C. Scheu, T. Bein (2014): Tin doping speeds up hole transfer during light-driven water oxidation at hematite photoanodes. Phys.Chem.Chem.Phys., 2014, 16, 24610
  • D. Fattakhova-Rohlfing, A. Zaleska, T. Bein (2014): Three-Dimensional Titanium Dioxide Nanomaterials. Chem. Rev. 2014, 114, 9487−9558; doi: 10.1021/cr500201c
  • F. C. Hanusch, E. Wiesenmayer, E. Mankel, A. Binek, P. Angloher, C. Fraunhofer, N. Giesbrecht, J. M. Feckl, W. Jaegermann, D. Johrendt, T. Bein, P. Docampo (2014): Efficient Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells Based on Formamidinium Lead Bromide. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2791−2795; doi: 10.1021/jz501237m

Konferenzbeiträge

2016

  • Greppmair, A.; Gerstberger, C.; Saxena, N.; Müller-Buschbaum, P.; Brandt, M.S.: Thermal Conductivity of Thin Films Determined via IR Thermography: The Influence of Doping. Gordon Research Conference (GRC) on Defects in Semi-conductors, New London, USA, August 2016
  • Antalyali, G.; Staab, T. E. M.: Hybrid Capacitors on Smart Grids and Regenerative Energy Technologies. 16th Ulm Electrochemical Talks, Ulm, 19.-21. Juli 2016
  • Benstetter, G.; Hofer, A.; Berthold, T.; Greppmair, A.; Brandt, M.S.: Nanoscale electrical conductivity of laser-sintered Ge nanoparticle layers. The 8th International Conference On Technological Advances Of Thin Films and Surface Coatings, Singapur, 12.-15. Juli 2016
  • Benstetter, G.; Hofer, A.; Berthold, T.; Greppmair, A.; Brandt, M.S.: Nanoscale characterization of laser-sintered Ge nanoparticle layers. nanoFIS 2016 – Functional Integrated nano Systems, Graz, Österreich, 27.-29. Juni 2016
  • Sperr, D.; Grunewald, K.; Reichenberger, M.: Printed thermoelectric structures of PEDOT:PSS. 6th Applied Research Conference ARC 2016, Augsburg, 24. Jun 201
  • Grunewald, K.; Bahr, J.; Hofmann, F.; Kravchuk, O.; Reichenberger, M.: Thermoelectric characterization of polymer based printed thermoelectric structures on flexible substrates. 8th International Exhibition and Conference for the Printed Electronic Industries, München, 5.-7. April 2016
  • Greppmair, A.; Gerstberger, S.; Stoib, B.; Saxena, N.; Müller-Buschbaum, P.; Stutzmann, M.; Brandt, M.S.: In-plane thermal conductivity of thin films measured by steady-state infrared thermography. Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG), Regensburg, 7. März 2016

2015

  • Benstetter, G.; Hofer, A.; Greppmair, A.; Brandt, M.S.: A review of physical characterization methods for nanostructured thermoelectric materials. 3rd International Congress on Energy Efficiency and Energy Related Materials (ENEFM), Oludeniz, Türkei 19.-23. Oktober 2015
  • Schiebl, K.; Hofer, A.; Benstetter, G.: Atomic Force Microscopy analysis of laser-sintered Germanium nanoparticles for thermoelectric applications. 3rd International Congress on Energy Efficiency and Energy Related Materials, Oludeniz, Türkei, 19.-23. Oktober 2015
  • Grunewald, Kristina; Bahr, Joachim; Hofmann, Florian; Kravchuk, Oleksandr; Reichenberger, Marcus: Characterization of polymer and silver printed thermoelectric generators. Portland, USA, 27. September – 1. Oktober 2015
  • Antalyali, G.; Staab, T. E. M; Guntow, U.: Hybrid Capacitors for Smart Grids – Improved Energy Storage. 17th International Conference on Positron Annihilation ICPA-17, Wuhan, China, 20.-25. September 2015
  • Schiebl, K.: Analysis of SAM layers and nanostructured thermoelectric materials with Atomic Force Microscopy. Applied Research Conference, Nürnberg, 3. Juli 2015
  • Greppmair Anton; Stoib, Benedikt;  Petermann, Nils; Wiggers, Hartmut; Stutzmann, Martin; Brandt, Martin S.: Microscopic Infrared Thermography of Meso-Porous Thin Films from Laser-Sintered Group-IV Nanoparticles. MRS Spring Meeting, San Francisco, Kalifornien, USA, 6.-10. April 2015

2014

  • Stoib, B.; Greppmair, A.; Petermann, N.; Wiggers, H.; Stutzmann, M.; Brandt, M.S.: Laser-Assisted Wet-Chemical Doping Applied to Films of Si and Ge Nanoparticles. MRS Spring Meeting, San Francisco, Kalifornien, USA, 23. April 2014
  • Greppmair, A.; Stoib, B.; Langmann, T.; Petermann, N.; Wiggers, H.; Stutzmann, M.; Brandt, M.S.: Thermoelectric properties of meso-porous thin films from laser-assisted wet-chemically doped group-IV nanoparticles. Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG), Dresden, 3. April 2014
  • Wagener, R.; Guntow, U.; Trapp, V.; Staab, T. E. M.: Influence of separator and activated carbon material choice on a hybrid capacitor system. Fachtagung „Kraftwerk Batterie“, Münster, 24.-26. März 2014

Buchbeiträge

  • Kurzweil, Peter: Electrochemical Double-layer Capacitors. In: Moseley, Patrick T.; Garche, Jürgen: Electrochemical Energy Storage for Renewable Sources and Grid Balancing, 2014, Elsevier, doi: 10.1016/B978-0-444-62616-5.00019-X
  • Kurzweil, Peter; Dietlmeier, Otto K.: Doppelschichtkondensatoren. In: Kurzweil, Peter; Dietlmeier, Otto K.: Elektrochemische Speicher. 2015, Springer Vieweg, ISBN: 978-3-658-10899-1
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