Inorganic/Organic Hybrid Materials based on hyperbranched SiO2-Prepolymers - An Interpenetrating Network Concept for Proton Conducting Membranes in Polymer Electrolyte Fuel Cells

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Ausgangspunkt des vorgelegten Projekts ist, dass feinteilige hydratisierte Oxide mit sauren Oberflächengruppen Protonenleitfähigkeit zeigen. Im ersten Teilprojekt werden als Vorstufen für Oxid-Partikel hoch verzweigte Polykondensate mit flexiblen Si-O-Si-Rückgrat hergestellt. Grundsätzlich neu ist, dass diese Polykondensate unter möglichst vollständiger Vermeidung von Ringbildung- und Vernetzung aufgebaut werden und somit flexibel, löslich und wie organische Polymere verarbeitbar sind. Die metallorganischen Endgruppen dieser Polymere sollen durch Umsetzung mit weiteren, niedermolekularen Verbindungen in saure Gruppen umgewandelt werden. Im zweiten Teilprojekt werden anorganische Partikel in ein poröses Polyethylen-Gel eingearbeitet. Grundsätzlich neu in diesem Ansatz ist, dass die Partikel anschließend durch schichtweise Aufkondensation und Hydrolyse niedermolekularer metallorganischer Verbindungen mit dünnen sauren Oxid-Schichten modifiziert werden. In einer Zusammenführung beider Teilprojekte sollen - anstelle von starren Oxid-Partikeln - die o.g. flexiblen hochverzweigten Polykondensate in Polyethylen-Gele eingelagert und anschließend in Oxide umgewandelt werden.