Habilitations/ doctoral thesis/ trade press

2024

2023

WoMag 2023

2021

  • Jahrbuch Oberflächentechnik Band 77 (2021): David Glück, Mathias Fritz, Indira Käpplinger, Andreas Bund, "Nickel-Ti3SiC2-Dispersionsbeschictungen", Eugen G. Leuze Verlag KG, Bad Saulgau, ISBN 978-3-87480-369-4, pp. 117-125

2019

  • DGM-dIALOG Vol 3(2019) S16-21
    "Elektrochemische Oberflächentechnik"
    R. Böttcher, A. Endrikat, T. Engemann, M. Fritz, V. Gruia, S. Hesamedini, A. Ispas, M. Leimbach, U. Schmidt, R. Sottor und A. Bund

Publications of the "Electrochemistry and Electroplating" group

Results: 586
Created on: Wed, 27 Mar 2024 23:02:48 +0100 in 0.0662 sec


Ryzhkov, Nikolay V.; Ledovich, Olesya; Eggert, Lara; Bund, Andreas; Paszuk, Agnieszka; Hannappel, Thomas; Klyukin, Konstantin; Alexandrov, Vitaly; Skorb, Ekaterina V.
Layer-by-layer polyelectrolyte assembly for the protection of GaP surfaces from photocorrosion. - In: ACS applied nano materials, ISSN 2574-0970, Bd. 4 (2021), 1, S. 425-431

Polyelectrolyte layer-by-layer assemblies are known as protective coatings for corrosion inhibition. Here, we demonstrate that polyelectrolyte multilayers of poly(ethyleneimine) (PEI) and poly(styrene sulfonate) (PSS)-(PEI/PSS)x-adsorbed at the GaP(100) photocathode surface remarkably mitigate the photocorrosion of GaP without decreasing its photoconversion efficiency. The activity of the polybase-polyacid complex is based on buffering pH changes at the solid-liquid interface. We carried out ab initio molecular dynamics-based simulations of the GaP(100) surface in contact with liquid water and demonstrated that an increase in the proton concentration enhances GaP dissolution. We used the scanning vibrating electrode technique (SVET) to characterize the distribution of photocorrosion activity areas over bare and polyelectrolyte-coated GaP surfaces and we showed that a polyelectrolyte coating impedes the dissolution kinetics. Data obtained using the SVET were compared to photoetched pores on the semiconductor surface. Voltammetric and chronoamperometric measurements were also performed to evaluate photoconversion efficiencies before and after the application of the protective coatings.



https://doi.org/10.1021/acsanm.0c02768
Ante, Mirko; Sörgel, ¸Seniz; Opitz, Martin; Freudenberger, Renate; Bund, Andreas
Electrocatalysis of lithium (poly-) sulfides in organic ether-based electrolytes. - In: Journal of the Electrochemical Society, ISSN 1945-7111, Bd. 167 (2021), 16, 166520, insges. 9 S.

https://doi.org/10.1149/1945-7111/abd60c
Pinate, Santiago; Ispas, Adriana; Leisner, Peter; Zanella, Caterina
Electrocodeposition of Ni composites and surface treatment of SiC nano-particles. - In: Surface and coatings technology, ISSN 1879-3347, Bd. 406 (2021), 126663, insges. 8 S.

https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126663
Böttcher, René; Ispas, Adriana; Bund, Andreas
Determination of transport parameters in [EMIm]Cl-based ionic liquids - diffusion and electrical conductivity. - In: Electrochimica acta, ISSN 1873-3859, Bd. 366 (2021), 137370

The density, electrical conductivity and diffusion coefficients of anions and cations in the ionic liquid AlCl3/1-ethyl-3-methylimidazolium chloride, [EMIm]Cl, were determined to study physical correlations of these important parameters. The density was measured for different molar ratios of AlCl3:[EMIm]Cl from 0.5:1 to 2.0:1 at ambient temperature. The diffusion coefficient of the electrochemically active heptachloroaluminate complex, Al2Cl7-, was measured for a molar ratio of 2:1 in the range of 25˚C to 100˚C. The corresponding current density and potential transients were discussed regarding the decomposition of the [EMIm]+ cation and deviation from the theoretical Cottrell behavior. The electrical conductivity was measured for molar ratios of 1.5:1 and 2:1 in the range of 25˚C to 100˚C. Both the diffusion coefficient and electrical conductivity can be described well by an Arrhenius law. The diffusion coefficients of AlCl4-, Al2Cl7- and [EMIm]+ were estimated from the Nernst-Einstein and Stokes-Einstein relation. The results indicate a strong impact of ion pairing in these electrolytes.



https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.137370
Torres, Carlos; Quispe, Roger; Calderón, Noely Z.; Eggert, Lara; Hopfeld, Marcus; Rojas, Christopher; Camargo, Magali K.; Bund, Andreas; Schaaf, Peter; Grieseler, Rolf
Development of the phase composition and the properties of Ti2AlC and Ti3AlC2 MAX-phase thin films - A multilayer approach towards high phase purity. - In: Applied surface science, Bd. 537 (2021), 147864

MAX phase thin films have been synthesized by thermal treatment of a Ti-Al-C multilayer system. The preparation of the multilayer system was carried out via magnetron sputtering. Based on the thickness ratio among the individual nanoscale monolayers (Ti, Al, C), the resulting MAX phase stoichiometry can be controlled. This paper describes the synthesis of both Ti2AlC and Ti3AlC2 MAX phases from the same precursor multilayer system which is composed of a sequence of Ti/Al/C pure elemental single layers with thicknesses of 14, 6, and 3.5 nm, respectively. This sequence is repeated 22 times with a total thickness of around 500 nm. Rapid thermal treatment tests were performed to study the phase development. The Ti2AlC MAX phase forms in a temperature range below 850 ˚C, whereas the Ti3AlC2 MAX phase starts to form at temperatures above 850 ˚C and reaches its highest phase purity at 950 ˚C. The thin film structures were studied by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. Furthermore, the electrical and mechanical properties were investigated to gain more insights regarding the phase transformation and their influence on the thin film properties.



https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.147864
Schlag, Leslie; Isaac, Nishchay Angel; Nahrstedt, Helene; Reiprich, Johannes; Ispas, Adriana; Stauden, Thomas; Pezoldt, Jörg; Bund, Andreas; Jacobs, Heiko O.
Nanoparticle gas phase electrodeposition: fundamentals, fluid dynamics, and deposition kinetics. - In: Journal of aerosol science, ISSN 1879-1964, Bd. 151 (2021), 105652, S. 1-15

This communication uncovers missing fundamental elements and an expanded model of gas phase electrodeposition; a relatively new and in large parts unexplored process, which combines particle generation, transport zone and deposition zone in an interacting setup. The process enables selected area deposition of charged nanoparticles that are dispersed and transported by a carrier gas at atmospheric pressure conditions. Two key parameters have been identified: carrier gas flow rate and spark discharge power. Both parameters affect electrical current carried by charged species, nanoparticle mass, particle size and film morphology. In combination, these values enable to provide an estimate of the gas flow dependent Debye length. Together with Langmuir probe measurements of electric potential and field distribution, the transport can be described and understood. First, the transport of the charged species is dominated by the carrier gas flow. In close proximity, the transport is electric field driven. The transition region is not fixed and correlates with the electric potential profile, which is strongly dependent on the deposition rate. Considering the film morphology, the power of the discharge turns out to be the most relevant parameter. Low spark power combined with low gas flow leads to dendritic film growth. In contrast, higher spark power combined with higher gas flow produces compact layers.



https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2020.105652
Bund, Andreas;
Anwendungen der Schwingquarzmethode in der Galvanotechnik. - In: ZVO-Report, (2020), 2, S. 42

Leimbach, Martin; Tschaar, Christoph; Schmidt, Udo; Bund, Andreas
Abscheidung von dekorativen Chromschichten mittels niederfrequenter Pulsabscheidung zur Anpassung des optischen Erscheinungsbilds. - In: WOMag, ISSN 2195-5905, Bd. 9 (2020), 6, S. 1-8

Das optische Erscheinungsbild von galvanisch abgeschiedenen Chromschichten ist eines der wichtigsten Kriterien für deren dekorative Anwendung. Für die dekorative Verchromung werden zunehmend Elektrolyte auf Basis von dreiwertigem Chrom als Ersatz für die bisher verwendeten Elektrolyte auf Basis von sechswertigem Chrom eingesetzt. Chrom aus Elektrolyten mit dreiwertigen Chromverbindungen neigt jedoch dazu, bei Dicken über 100 nm einen gelblichen Farbton zu haben, was für die meisten Anwendungen unerwünscht ist. Die Farbverschiebung hängt mit einer Änderung der Oberflächenmorphologie aufgrund des Wachstums der Chromkeime zusammen. Durch die Verwendung von gepulstem Strom mit Einschaltzeiten im Bereich von Sekunden wird das unerwünschte Kornwachstum unterdrückt und die Bildung frischer Kerne begünstigt. Dadurch bilden sich kompakte Chromschichten mit feinerem Gefüge und verbesserten Farbwerten. Ein bläuliches Aussehen und ein hoher Glanz werden bis zu einer Dicke von mehr als 200 nm beibehalten. Basierend auf den Ergebnissen wird eine Kombination aus konstantem und gepulstem Strom vorgeschlagen, die ein ähnliches visuelles Erscheinungsbild ergibt wie nur bei gepulstem Strom, jedoch die angestrebte Schichtdicke in deutlich kürzerer Zeit erreicht.



https://dx.doi.org/10.7395/2020/Leimbach1
Ispas, Adriana; Gruia, Violeta-Tincuta; Bund, Andreas
Chromium electroplating from Cr(III) in deep eutectic solvents. - In: Meeting abstracts, ISSN 2151-2043, Bd. MA2020-02 (2020), 59, 2908

https://doi.org/10.1149/MA2020-02592908mtgabs
Link, Steffen;
Aprotische Medien zur elektrochemischen Abscheidung von Silicium als neuartiges Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (xii, 95, XLIX Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2021

Die elektrochemische Abscheidung von Silicium ist eine aussichtsreiche Alternative zu den derzeitigen energieintensiven Herstellungsverfahren. Bisher ist der Reduktionsprozess jedoch kaum verstanden und die Schichten weisen starke Kohlenstoff- und Sauerstoffverunreinigungen auf. Für den Einsatz als hochkapazitive Anoden in Lithium-Ionen-Batterien ist deshalb die Anpassung der Schichteigenschaften und chemischen Zusammensetzung erforderlich. Diese Parameter werden durch das verwendete Substrat, die Stabilität des Elektrolyten und dem angelegten Potential beeinflusst. Daher wird in dieser Arbeit die Reduktion von SiCl4 in diversen aprotischen Medien, u.a. 1-Butyl-1-methylpyrrolidinium Bis(trifluoromethylsulfonyl)imid ([BMP][TFSI]) und Sulfolan (SL), untersucht. Als Hauptanalysewerkzeug dient dabei die elektrochemische Quarzkristallmikrowaage mit Dissipationsüberwachung. Die morphologische und chemische Charakterisierung erfolgt mittels Rasterelektronenmikroskopie bzw. Röntgenphotoelektronenspektroskopie. Die Ergebnisse zeigen unabhängig von Substrat und Potential eine starke Zersetzung von [BMP][TFSI] während der Abscheidung. Die Menge an Si(0) unterscheidet sich jedoch auf den einzelnen Substraten und reicht von 18,1 at.% (Glaskohlenstoff - GC) bis 7,5 at.% (Ni). Im Gegensatz dazu wird die Reduktion von SiCl4 auf den Metallelektroden in SL bei niedrigen Potentialen kaum durch die Nebenreaktionen beeinträchtigt, wodurch doppelt so hohe Anteile an Si(0) in den Schichten erreicht werden. Auf GC verhindert die Zersetzung von SL eine erfolgreiche Abscheidung von Si. In beiden Elektrolyten nehmen Rauheit und Viskoelastizität des Si mit zunehmender Abscheidezeit (t>1h) zu. Das (De-)Lithiierungsverhalten der Schichten wird mittels galvanostatischer Zyklisierung in EC/DMC (1:1, v/v) - LiPF6 Elektrolyten bei verschiedenen spezifischen Strömen untersucht. Die Daten zeigen eine schnelle Abnahme der Kapazität aufgrund der hohen Volumenexpansion während der Legierungsbildung. Durch Verwendung eines porösen Kupfer-Stromabnehmers konnten die Zyklenstabilität, Ratenfähigkeit und Coulomb-Effizienz von aus SL abgeschiedenem Si jedoch deutlich verbessert werden. Selbst nach 1200 Zyklen besitzt das Material noch eine Kapazität von ca. 1,5 Ah/g. Darüber hinaus konnten keine Risse in der Schicht festgestellt werden, was die hohe Stabilität der Elektrode belegt.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2021000088