In dieser Arbeit werden Modellansätze für die internen Prozesse großformatiger Lithium-Ionen-Batterien entwickelt sowie experimentell parametriert und validiert. Damit werden sowohl die elektrochemischen Verluste in den Elektroden untersucht als auch deren Wechselwirkung mit der Potential- und Temperaturverteilung großformatiger Zellen. Darüber hinaus werden zulässige Betriebsbedingungen der Zellen identifiziert sowie Potentiale hinsichtlich der Leistungs- und Energiedichtesteigerung aufgezeigt. In this work, model approaches for the internal processes of large-format lithium-ion batteries are developed, experimentally parameterized, and validated. The electrochemical losses in the electrode’s microstructure are investigated as well as their interaction with the heterogeneous potential and temperature distribution of large-format cells. In addition, permissible operating conditions of the cells are identified as well as potentials with regard to increasing power and energy density.
Aktualisiert: 2022-10-06
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Pyrrolizidinalkaloide (PAs) und deren N-Oxide (PANOs) sind sekundäre Pflanzenmetaboliten, die wegen ihrer Toxizität für Menschen und Tiere ein gesundheitliches Risiko darstellen. In dieser Arbeit werden die PA-Profile von verschiedenen Pflanzenarten charakterisiert, um PAs zu ermitteln, die aufgrund ihrer Struktur und quantitativen Verteilung eine übergeordnete Bedeutung für die Lebensmittelüberwachung besitzen können. Mit Hilfe von verschiedenen niedrig- und hochauflösenden massenspektrometrischen Screening- und Bestätigungsexperimenten in Kombination mit evaluierten charakteristischen Fragmentierungsmustern wurden PAs und PANOs in den zu untersuchenden Pflanzenarten identifiziert. Für die qualitative und (semi-)quantitative Charakterisierung der PA-Profile wurde eine LC-HR-MS Analysemethode entwickelt und validiert. Es zeigte sich keine gleichwertige quantitative Verteilung der nachgewiesenen PAs in den PA-Profilen. Vielmehr dominierten bis zu drei Basenpaare sowie die ggf. natürlich vorkommenden Isomere. Die Relevanz dieser Verbindungen für die Lebensmittelüberwachung wurde anhand der Untersuchung von Tee und Kräutertee bekräftigt. Die erzielten Ergebnisse stützen die Entscheidung der Europäischen Kommission das Analytspektrum von 21 auf 35 PAs für die Überwachung von PA-Höchstgehalten in Lebensmitteln zu erweitern (vgl. VO (EU) 2020/2040 zur Änderung der VO (EG) Nr. 1881/2008) und geben Empfehlung zur Aufnahme weiterer Verbindungen.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Das Glucosinolat-Myrosinase-System ist ein Verteidigungsmechanismus von Brassicales. Bei Gewebeverletzung, die durch einen Insektenangriff hervorgerufen werden kann, hydrolysieren die Myrosinasen die thioglykosidische Bindung der Glucosinolate, sodass toxische Isothiocyanate entstehen, die auch als Senföle bezeichnet werden. Spezifizierende Proteine erweitern das Produktspektrum der Glucosinolat-Myrosinase-Reaktion in Richtung alternativer Produkte. Mit dem Thiocyanat-formenden Protein aus Thlaspi arvense (TaTFP) entstehen bei der Myrosinase-katalysierten Hydrolyse von Allylglucosinolat die alternativen Hydrolyseprodukte Allylthiocyanat und 3,4-Epithiobutannitril auf Kosten von Allylisothiocyanat. Im Rahmen dieser Arbeit wurden vornehmlich Mutationsanalysen am TaTFP durchgeführt, mit dem Ziel Positionen zu identifizieren, welche die Produktbildung im aktiven Zentrum dieses spezifizierenden Proteins beeinflussen.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Die elektrochemisch-optische Impedanzspektroskopie ist eine Methode zur Entwicklung von physikalischen Elektrodenmodellen, die außer elektrischen Impedanzmessungen auch dynamische Reflexions- und Transmissionsmessungen an der Elektrodenoberfläche berücksichtigt. Die Kopplung der optischen Messungen mit einem elektrochemisch-optischen Modell ermöglicht eine eingehende Modellvalidierung. Die neue Methode wird an einer elektrochromen Redox-Polymerelektrode und an einer Graphitanode evaluiert. This book introduces a new method to develop electrode models. The method is based on electrical impedance measurements combined with dynamic reflection and transmission measurements from the electrode surface. The implementation of an electrochemical-optical model allows advanced model validation. The method is applied exemplary to a graphite anode and a redox-polymer electrode, which is leading to highly detailed electrode models.
Aktualisiert: 2021-02-11
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