@phdthesis{Settelein2020,
  author    = {Settelein, Jochen},
  title     = {Kohlenstoffadditive f{\"u}r negative Elektroden von modernen Blei-S{\"a}ure Batterien},
  doi       = {10.25972/OPUS-21098},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-210986},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {In vorliegender Dissertation wurde die Wirkweise von Kohlenstoffadditiven auf die verbesserten Ladeeigenschaften negativer Blei-Kohlenstoff Elektroden untersucht, wodurch ein wichtiger Beitrag f{\"u}r die Weiterentwicklung modernen Blei-S{\"a}ure Batterien geliefert wurde. Neben der Aufkl{\"a}rung der elektrochemischen Prozesse an Kohlenstoffoberfl{\"a}chen, trug die Arbeit dazu bei, das Verst{\"a}ndnis hinsichtlich der Rolle des Kohlenstoffs zur Erh{\"o}hung der dynamischen Stromaufnahme zu vertiefen und eine Messmethodik zur Bestimmung der Blei-Affinit{\"a}t von Graphitpulver zu entwickeln. Die wichtigsten Erkenntnisse dieser drei Themenfelder werden an dieser Stelle noch einmal zusammengefasst. Elektrochemische Untersuchungen an amorphem Kohlenstoff: Um ein grunds{\"a}tzliches Verst{\"a}ndnis {\"u}ber die elektrochemische Aktivit{\"a}t von Kohlenstoff in verd{\"u}nnter Schwefels{\"a}ure zu erhalten, wurden in Kapitel 4 die elektrochemisch ablaufenden Reaktion an der Phasengrenze Kohlenstoff/verd{\"u}nnte Schwefels{\"a}ure bestimmt und diskutiert. Als Messmethode diente eine rotierende Scheibenelektrode aus glasartigem Kohlenstoff. Im Gegensatz zu inerten, metallischen Elektroden, zeigte sich an glasartigem Kohlenstoff ein deutlich komplexeres Verhalten. Die Kohlenstoffoberfl{\"a}che ver{\"a}ndert sich in Abh{\"a}ngigkeit des anliegenden Potentials signifikant. F{\"u}r Potentiale {\"u}ber 1,0 V vs. RHE findet eine Oxidation des Kohlenstoffs statt und eine Zersetzung zu CO2. Diese Ver{\"a}nderungen haben wiederum Auswirkungen auf alle anderen elektrochemisch ablaufenden Reaktionen. So wurde durch umfassende zyklovoltammetrische Untersuchungen und mithilfe der differentiellen elektrochemischen Massenspektroskopie erstmals nachgewiesen, dass die Wasserstoffentwicklung durch kurzzeitige Oxidation des Kohlenstoffs signifikant unterdr{\"u}ckt werden kann. Zus{\"a}tzliche {\"U}berspannungen von {\"u}ber einem Volt legen den Verdacht nahe, dass die Adsorption von Protonen verhindert wird und die Zersetzung des Elektrolyten erst durch Radikalbildung bei extremen Potentialen unter 2,0 V vs. RHE stattfindet. Zuk{\"u}nftig l{\"a}sst sich dieser Effekt m{\"o}glicherweise dazu einsetzen, die Nebenreaktion in Blei-S{\"a}ure Batterien gezielt zu verringern . Struktur-Eigenschafts-Beziehung zwischen externer Kohlenstoffoberfl{\"a}che und dynamischer Stromaufnahme: Im Anschluss an die elektrochemische Analyse der reinen Kohlenstoffelektrode wurde in Kapitel 5 die Struktur-Eigenschafts-Beziehung von amorphem Kohlenstoff auf die elektrochemische Aktivit{\"a}t negativer Blei-Kohlenstoff-Elektroden systematisch untersucht. Hierzu wurden Elektroden aus sechs verschiedenen negativen Aktivmasserezepturen hergestellt, welche sich einzig im zugemischten Kohlenstoffadditiv unterschieden. Durch die Verwendung von Kohlenstoffpulver mit gezielt eingestellter spezifischer Oberfl{\"a}che, konnte zum ersten Mal nachgewiesen werden, dass allein die externe Kohlenstoffoberfl{\"a}che relevant f{\"u}r die Erh{\"o}hung der Aktivit{\"a}t der Elektrode ist. Zyklovoltammetrische Messungen zeigten, dass sowohl die Wasserstoffentwicklungsreaktion als auch die Doppelschichtkapazit{\"a}t durch eine zus{\"a}tzlich in die Aktivmasse eingebrachte externe Kohlenstoffoberfl{\"a}che verst{\"a}rkt wird. Erstmals wurde ein linearer Zusammenhang zwischen Doppelschichtkapazit{\"a}t und dynamischer Stromaufnahme festgestellt, der belegt, dass die Erh{\"o}hung der dynamischen Stromaufnahme auf einen reinen Oberfl{\"a}cheneffekt zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Da sowohl der Strom durch die Wasserstoffentwicklung als auch durch die Ladung der Doppelschicht nicht ausreichen, um die erh{\"o}hte Stromaufnahme zu erk{\"a}ren, muss davon ausgegangen werden, dass die Bleisulfatreduktion durch den Kohlenstoff katalysiert wird. Erkl{\"a}rungsans{\"a}tze sind eine vergr{\"o}ßerte aktive Oberfl{\"a}che an Bleisulfat aufgrund einer er{\"o}hten Porosit{\"a}t und die Adsorption des oberfl{\"a}chenaktiven Ligninsulfonats auf der Kohlenstoffoberfl{\"a}che anstelle der des Bleisulfats . Blei-Affinit{\"a}t von Graphitpulver: Abschließend wurde in Kapitel 6 eine neue Messmethodik evaluiert, um die Elektrokristallisation von Blei auf Kohlenstoffadditiven zu charakterisieren. Hierf{\"u}r wurde Bleimetall potentiostatisch aus w{\"a}ssriger L{\"o}sung auf graphitische Kohlenstoffelektroden abgeschieden und das Kristallwachstum und die Keimzahldichte anhand mikroskopischer Betrachtungen und Modellierung der Strom-Zeit-Transienten analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass sich Blei in partikul{\"a}rer Form an definierten Stellen der Graphitkristalle abscheidet und dass die Anzahl an Keimstellen durch die H{\"o}he der Abscheidespannung variiert werden kann. In Anwesenheit von Ligninsulfonat wird das Keimwachstum verlangsamt und die urspr{\"u}nglich instantane Keimbildung in eine progressive {\"u}berf{\"u}hrt. Ein f{\"u}r die Anwendung besonders relevantes Ergebnis lieferte der Vergleich zweier kommerzieller Graphitpulver, welche sowohl im Modellversuch, als auch als Additiv in negativen Bleielektroden eine signifikant unterschiedliche Keimzahldichte aufzeigten. Graphite mit einer hohen Kristallitgr{\"o}ße zeigen eine besonders hohe Bleiaffinit{\"a}t.},
  subject      = {Kohlenstoff},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Haider2022,
  author    = {Haider, Malik Salman},
  title     = {Structure Property Relationship and Therapeutic Potential of Poly(2-oxazoline)s and Poly(2-oxazines)s based Amphiphiles},
  doi       = {10.25972/OPUS-28903},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-289036},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {In the past decade, poly(2-oxazoline)s (POx) and very recently poly(2-oxazine)s (POzi) based amphiphiles have shown great potential for medical applications. Therefore, the major aim of this thesis was to further explore the pharmaceutical and biomedical applications of POx/POzi based ABA triblock and AB diblock copolymers, respectively with the special emphasis on structure property relationship (SPR). ABA triblock copolymers (with shorter side chain length in the hydrophobic block) have shown high solubilizing capacity for hydrophobic drugs. The issue of poor aqueous solubility was initially addressed by developing a (micellar) formulation library of 21 highly diverse, hydrophobic drugs with POx/POzi based ABA triblock copolymers. Theoretically, the extent of compatibility between polymers and drug was determined by calculating solubility parameters (SPs). The SPs were thoroughly investigated to check their applicability in present systems. The selected formulations were further characterized by various physico-chemical techniques. For the biomedical applications, a novel thermoresposive diblock copolymer was synthesized which has shown promising properties to be used as hydrogel bioink or can potentially be used as fugitive support material. The most important aspect i.e. SPR, was studied with respect to hydrophilic block in either tri- or di-block copolymers. In triblock copolymer, the hydrophilic block played an important role for ultra high drug loading, while in case of diblock, it has improved the printability of the hydrogels. Apart from the basic research, the therapeutic applications of two formulations i.e. mitotane (commercially available as tablet dosage form for adrenocortical carcinoma) and BT-44 (lead compound for nerve regeneration) were studied in more detail.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hofmann2022,
  author    = {Hofmann, Michael},
  title     = {Overcoming Obstacles in the Aqueous Processing of Nickel-rich Layered Oxide Cathode Materials},
  doi       = {10.25972/OPUS-27378},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-273787},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {The implementation of a water-based cathode manufacturing process is attractive, given the prospect of improved sustainability of future lithium-ion batteries. However, the sensitivity of many cathode materials to water poses a huge challenge. Within the scope of this work, a correlation between the water sensitivity of cathode materials from the class of layered oxides and their elemental composition was identified. In particular for the cathode material LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 (NCA), the processes taking place in aqueous medium were clarified in detail. Based on this knowledge, the surface of NCA particles could be specifically modified, which led to a reduced water sensitivity. As a result, the electrochemical performance of cells with water-based NCA cathodes was significantly improved and a remarkable long-term cycling performance was achieved. The present work contributes to a deeper understanding of the water sensitivity of cathode materials and at the same time presents a promising approach to overcome this obstacle. Consequently, this work advances the successful widespread realization of water-based cathode manufacturing.},
  subject      = {Elektrochemie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lotter2020,
  author    = {Lotter, Frank},
  title     = {Spurenelemente in Al-Cu(-Mg)-Legierungen - in-situ Untersuchungen zum Einfluss konservierter Leerstellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-21391},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-213914},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Aluminium-Kupfer-Legierungen des Typs 2xxx erhalten ihre Festigkeit w{\"a}hrend der Auslagerung an Raumtemperatur oder erh{\"o}hter Temperatur - auch Alterung genannt - durch die Bildung kupferhaltiger Ausscheidungen. Gr{\"o}ße, r{\"a}umliche Verteilung und Kristallstruktur dieser Ausscheidungen sind maßgeblich f{\"u}r die mechanischen Eigenschaften dieser Legierungen. Die Zugabe geringer Mengen (100 ppm) an Elementen wie In oder Sn kann das Ausscheidungsverhalten und damit auch die mechanischen Eigenschaften des Systems stark ver{\"a}ndern. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit dem Einfluss dieser Spurenelemente auf die Ausscheidungsbildung in Al-Cu(-Mg)-Legierungen und der damit verbundenen Ver{\"a}nderung der Festigkeit. Hauptaugenmerk liegt dabei auf der in-situ Charakterisierung der vorherrschenden Ausscheidungen und deren Kinetik, welche durch die Interaktion der Spurenelemente mit den eingeschreckten Leerstellen signifikant beeinflusst wird. Ziel ist es, ein fundamentales Verst{\"a}ndnis der zugrundeliegenden Mechanismen zu erlangen. Durch den Einsatz vieler komplement{\"a}rer Methoden wie Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC), in-situ R{\"o}ntgenabsorptionsspektroskopie (XAFS) und in-situ R{\"o}ntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) kann ein umfassendes Bild der vorherrschenden Prozesse gewonnen werden. Als unterst{\"u}tzende Messmethoden dienen Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Positronenlebensdauerspektroskopie (PALS) bzw. Dopplerspektroskopie (DBS). Um die Eigenschaften der Spurenelemente in Bezug auf L{\"o}slichkeit und Wechselwirkung mit Leerstellen in der Aluminiummatrix zu charakterisieren, werden zun{\"a}chst bin{\"a}re Aluminium- Spurenelement-Legierungen untersucht. Die ausgew{\"a}hlten Elemente (Bi, In, Pb, Sb, Sn) weisen alle eine, nach ab-intio Rechnungen, hohe Bindungsenergie zu Leerstellen auf. Man stellt nur bei In und Sn eine signifikante Bindung zu Leerstellen fest, da aufgrund der geringen L{\"o}slichkeiten von Bi, Pb und Sb keine f{\"u}r den Nachweis ausreichende Anzahl an Leerstellen gebunden werden. Die gel{\"o}sten In- und Sn-Atome bilden mit den eingeschreckten Leerstellen sogenannte Komplexe, welche thermisch bis ca. 150 � C stabil sind. Die so konservierten Leerstellen k{\"o}nnen dann in einem komplexen Prozess durch Erw{\"a}rmen der Legierung freigesetzt werden und tragen dadurch zur Diffusion bei. Grunds{\"a}tzlich ist der Transport von Legierungsatomen in Aluminiumlegierungen weitestgehend durch die verf{\"u}gbaren thermischen sowie eingeschreckten Leerstellen gesteuert. Durch die Bindung der Leerstellen an die Spurenelementatome in den tern{\"a}ren Al-Cu-X-Legierungen stehen nur noch wenige Leerstellen f{\"u}r den Cu-Transport zur Verf{\"u}gung und man beobachtet eine Unterdr{\"u}ckung des Entmischungsprozesses bei Raumtemperatur. Lagert man die Legierungen bei erh{\"o}hter Temperatur (z.B. 150 � C) aus, werden Leerstellen aus den Spurenelement- Leerstellen-Komplexen freigesetzt, was zu einer Bildung der metastabilen q0-Phase bei deutlich erniedrigter Temperatur f{\"u}hrt. Die kleinen und homogen verteilten Ausscheidungen steigern die Festigkeit der Legierung deutlich. Durch die Zugabe von Mg zum Al-Cu-Legierungssystem beschleunigt und verst{\"a}rkt man die Entmischung der Legierungsatome bei Raumtemperatur. Ursache ist die rasche Bildung von thermisch stabilen Cu-Mg-Clustern, die f{\"u}r eine effektive Blockierung der Versetzungsbewegung im Kristallgitter - und damit f{\"u}r eine Erh{\"o}hung der Festigkeit - sorgen. Die Zugabe von In oder Sn zu einer Al-Cu-Mg-Legierung hat {\"u}berraschenderweise keinen Einfluss auf die Ausscheidungsbildung bei Raumtemperatur. Gr{\"u}nde hierf{\"u}r k{\"o}nnten zum einen in der durch Mg herabgesetzten L{\"o}slichkeit der In- bzw. Sn-Atome liegen. Zum anderen k{\"o}nnte die zahlreiche Bildung von Cu-Mg-Leerstellen-Komplexen in Konkurrenz zum Bindungseffekt der Spurenelementatome stehen. Auch bei erh{\"o}hter Temperatur l{\"a}sst sich kein nennenswerter Einfluss von In oder Sn, beispielsweise durch bevorzugte Bildung der h{\"a}rtenden S-Phase, beobachten.},
  subject      = {Aluminiumlegierung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schug2021,
  author    = {Schug, Benedikt},
  title     = {Untersuchungen zur Ursache und Beeinflussung des Kriechverhaltens von Gips},
  doi       = {10.25972/OPUS-24650},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-246503},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {In dieser Arbeit konnte ein weiterer und m{\"o}glicherweise entscheidender Schritt zur Aufkl{\"a}rung des Kriechmechanismus von Gips gemacht und darauf aufbauend Kriterien, Wege und Strategien aufgezeigt werden, um neue Antikriechmittelsubstanzen zu identifizieren oder vorhandene Kriechmittel gezielt zu verbessern. Die G{\"u}ltigkeit und Praxistauglichkeit der Kriterien wurde exemplarisch nachgewiesen. Die Basis der Untersuchungen wurde gelegt mit der Errichtung standardisierter Messaufbauten und Verfahren sowie Parameterauswahl f{\"u}r eine beschleunigte und reproduzierbare Darstellung des Kriechph{\"a}nomens, wobei zun{\"a}chst im Abgleich sichergestellt wurde, dass das beschleunigte Ph{\"a}nomen mit dem langsam {\"u}ber einen Zeitraum von Jahren erzeugten Ph{\"a}nomen deckungsgleich ist. Darauf aufbauend wurden innovative Untersuchungsmethoden entwickelt, um das Kriechverhalten zu charakterisieren und qualitativ sowie quantitativ zu analysieren. Hierzu wurde zun{\"a}chst ein Aufbau und eine Messroutine entwickelt und eingef{\"u}hrt, um morphologische Ver{\"a}nderungen w{\"a}hrend des Kriechvorgangs im Rasterelektronenmikroskop nachzuverfolgen. Im Weiteren wurden Versuchsaufbauten f{\"u}r statische 3-Punkt-Biegeversuche in verschiedenen L{\"o}sungen realisiert und diese ergebnisabh{\"a}ngig optimiert. Hierdurch konnte der Einfluss der L{\"o}slichkeit von Gips in den entsprechenden Medien auf das Kriechverhalten untersuchen werden. Mittels Laserscanning-Mikroskop wurden wiederum diese Ergebnisse untermauert. Als vorherrschender Kriechmechanismus von Gips wurde damit das Abgleiten einzelner Gipskristalle bedingt durch einen L{\"o}sungs-Abscheide-Mechanismus an Orten hoher mechanischer Belastung identifiziert und best{\"a}tigt.},
  subject      = {Rauchgasgips},
  language  = {de}
}
@article{GranathLoebmannMandel2021,
  author    = {Granath, Tim and L{\"o}bmann, Peer and Mandel, Karl},
  title     = {Oxidative Precipitation as a Versatile Method to Obtain Ferromagnetic Fe\(_{3}\)O\(_{4}\) Nano- and Mesocrystals Adjustable in Morphology and Magnetic Properties},
  series = {Particle \& Particle Systems Characterization},
  volume    = {38},
  journal   = {Particle \& Particle Systems Characterization},
  number    = {3},
  doi       = {10.1002/ppsc.202000307},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-224419},
  year      = {2021},
  abstract  = {Oxidative precipitation is a facile synthesis method to obtain ferromagnetic iron oxide nanoparticles from ferrous salts—with unexplored potential. The concentration of base and oxidant alone strongly affects the particle's structure and thus their magnetic properties despite the same material, magnetite (Fe\(_{3}\)O\(_{4}\)), is obtained when precipitated with potassium hydroxide (KOH) from ferrous sulfate (FeSO\(_{4}\)) and treated with potassium nitrate (KNO\(_{3}\)) at appropriate temperature. Depending on the potassium hydroxide and potassium nitrate concentrations, it is possible to obtain a series of different types of either single crystals or mesocrystals. The time-dependent mesocrystal evolution can be revealed via electron microscopy and provides insights into the process of oriented attachment, yielding faceted particles, showing a facet-dependent reactivity. It is found that it is the nitrate and hydroxide concentration that influences the ligand exchange process and thus the crystallization pathways. The presence of sulfate ions contributes to the mesocrystal evolution as well, as sulfate apparently hinders further crystal fusion, as revealed via infrared spectroscopy. Finally, it is found that nitrite, as one possible and ecologically highly relevant reduction product occurring in nature in context with iron, only evolves if the reaction is quantitative.},
  language  = {en}
}