Flammenphotometer
Das Flammenphotometer FP8400 der Firma Krüss dient der Bestimmung von Alkali- und Erdalkalielementen in wässrigen Lösungen. Das Messgerät arbeitet nach folgendem Prinzip: Die Analytlösung wird mit Hilfe eines Trägergases (Druckluft) in eine Zerstäuberkammer eingeleitet, mit einem Brenngas (Propan) vermischt und daraufhin in die Brennerflamme gesprüht. Die thermische Energie der Flamme (Propanflamme) reicht aus, um die Analyten anzuregen, so dass diese Strahlung charakteristischer Wellenlängen emittieren. Die Intensität der emittierten Strahlung ist dabei abhängig von der Konzentration der Analyten. Das verbaute optische System erlaubt, die emittierte Strahlung zu erfassen und daraus einen Messwert zu generieren. Nach vermessen einer Kalibrierreihe lassen sich den Messwerten einer unbekannten Probe dann Konzentrationen zuordnen. Das Flammenphotometer ermöglicht die simultane Bestimmung von Natrium-, Kalium-, Lithium- und Calciumionenkonzentrationen in wässrigen Lösungen in einem Messbereich von ~ 0,01 bis 4500 ppm.
Ein großer Forschungsschwerpunkt des Lehrstuhls ist der Bereich der Lithium-Ionen-Akkumulatoren, wobei deren Verhalten beim thermischen Durchgehen im Vordergrund steht. Das Durchgehen eines Lithium-Ionen-Akkumulators geht in vielen Fällen mit schlagartiger Gasfreisetzung, Stichflammen und extremen Temperaturentwicklungen einher. Dabei werden die verschiedensten (teilweise) toxischen Substanzen emittiert, darunter Gase wie Wasserstoff, Fluorwasserstoff, aromatische Kohlenwasserstoffe und viele weitere. Neben der Gasfreisetzung kann der Elektrolyt (LiPF6 in organischen Carbonaten) entweichen, sobald die Zelle geöffnet ist. Das namensgebende Element des Lithium-Ionen-Akkumulators kann mithilfe des Flammenphotometers quantifiziert werden. Zum einen können erkaltete, feste Rückstände des Akkumulators nach einem Brand mit wässriger Lösung extrahiert und daraufhin der Lithiumgehalt bestimmt werden, zum anderen können die Lithium-Kontaminationen von Löschwässern bestimmt werden.