Feststoffbasiert

Feststoffbasiert bezeichnet Prozesse und Ansätze, bei denen feste Stoffe die zentrale Rolle spielen. In der Chemie und Materialwissenschaft umfasst dies Methoden, deren Reaktionspartner, Zwischenprodukte oder Endprodukte überwiegend fest vorliegen oder bei denen Reaktionen durch Festkörperdiffusion, Grenzflächenkontakt oder mechanische Aktivierung erfolgen, statt in Lösung.

Zu den typischen feststoffbasierten Verfahren gehören die Festkörperreaktion (solid-state synthesis) zur Herstellung keramischer Oxide, Silikate oder anderer Kristalle, sowie mechanochemische Synthese, etwa durch Hochenergie-Korndrehungen (Ball Milling). Feststoffbasierte Verfahren kommen auch bei der Herstellung von festen Träger- und Katalysatormaterialien (solid-supported catalysts), bei Festkörper-Beschichtungen und bei der Entwicklung von Elektroden- und Elektrolytmaterialien für Energiespeicher zum Einsatz.

Vorteile dieser Ansätze umfassen oft geringeren Lösungsmittelverbrauch, potenziell einfachere Reinigung und Skalierbarkeit, sowie die Stabilität der Produkte unter Trockenbedingungen. Nachteile sind höhere Reaktions- und Prozesstemperaturen, langsame Diffusionsprozesse im Festkörper, eingeschränkte Kontrolle über Morphologie und Phasenreinheit sowie ein erhöhter Energiebedarf.

Anwendungen reichen von keramischen und funktionellen Oxiden über Katalysatoren bis hin zu Energiespeichertechnologien wie Festkörperbatterien. Das feststoffbasierte Paradigma steht oft im Kontrast zu lösungsbasierten (solution-based) Methoden, die in Lösungsmitteln ablaufen. In der Praxis werden beide Ansätze je nach Zielmaterial und gewünschten Eigenschaften kombiniert oder verglichen.