Redox-Prozesse sind fundamentale chemische Reaktionen, bei denen Elektronen von einem Reaktionspartner auf einen anderen übertragen werden. Diese Prozesse spielen eine entscheidende Rolle in zahlreichen Anwendungen, z. B. in Batterien, Brennstoffzellen und Katalysatoren. Insbesondere die gezielte Ausnutzung von Übergangsmetall-Redox ermöglicht es, Materialeigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit, Stabilität und Reaktionsgeschwindigkeit zu kontrollieren.

Im Detail beinhaltet eine Redox-Reaktion zwei Teilprozesse: die Oxidation, bei der ein Stoff Elektronen abgibt, und die Reduktion, bei der ein anderes Material Elektronen aufnimmt. Oft laufen diese Teilprozesse gekoppelt ab, was als Redox-Materialien bezeichnet wird. Aufgrund komplexer Zwischenstufen können auch indirekte Redox-Zielreaktionen und Redox-Vermittlungen auftreten, die zu spezifischen Materialmodifikationen beitragen. Die Vielfalt der beteiligten Mechanismen, auch als Redoxmechanismus bekannt, bietet vielfältige Möglichkeiten, Werkstoffe gezielt zu optimieren.

Ein gutes Beispiel findet man in der Entwicklung moderner Energiespeicher, wo kontrollierte Redoxprozesse in den Elektroden die Effizienz und Lebensdauer der Speicher maßgeblich verbessern. Zudem ist die Redox-Chemie eine wichtige Grundlage, um Oberflächeneigenschaften und Korrosionsbeständigkeit zu steuern. Durch das tiefere Verständnis dieser Prozesse können Materialwissenschaftler innovative Technologien vorantreiben und nachhaltige Lösungen entwickeln.