Heterogene Oxidationskatalyse in der Flüssigphase

Fast alle unserer Alltagsgegenstände sind während ihrer Herstellung mit mindestens einem Katalysator in Kontakt gekommen, damit die Produktion kostengünstiger, umweltfreundlicher oder überhaupt erst möglich wird. Katalyse ist somit eine Schlüsseltechnologie der Chemie. Ihr Design auf der atomaren Ebene ist Ziel des Sonderforschungsbereichs/Transregios.

Wie groß der Forschungsbedarf ist, zeigt ein Blick in die chemische Industrie: Zum einen dominieren thermische Hochtemperaturprozesse mit starken Selektivitätsproblemen, zum anderen ist die Sauerstoff-Redoxchemie ein entscheidender Engpass für chemische Energiespeicherung bei der Energiewende. Die photokatalytische Wasserspaltung mit sichtbarem Licht, bei der Wasser zu Sauerstoff oxidiert werden muss, zählt immer noch zu den nicht verwirklichten Träumen der Forscher. So fokussieren sie sich nicht nur auf Oxidationsreaktionen in den einzelnen Teilbereichen, sondern untersuchen in einer Vergleichsstudie Prozesse unter milden Reaktionsbedingungen in der thermischen Flüssigphasenkatalyse, der Elektrokatalyse und der Photokatalyse.

In der dritten Förderphase stehen Materialien im Fokus, bei denen die strukturellen Veränderungen der Oberfäche während der Reaktion teilweise reversibel sind, wodurch besonders leistungsfähige Katalysatoren möglich werden. Zusätzlich werden neue Materialien untersucht sowie die kombinierte Nutzung von Wärme und elektrischer Energie zur Beschleunigung von Reaktionen erforscht.

Mit diesen Arbeiten trägt der SFB/TRR 247 dazu bei, die chemische Industrie nachhaltiger zu gestalten. Die Thermo- und Elektrokatalyse sind dabei die zentralen Eckpfeiler für die Transformation der deutschen Chemieindustrie hin zur Klimaneutralität. Sie ermöglichen resourcenschonende Syntheseverfahren und den Übergang von fossilen Rohstoffen zu erneuerbaren Energieträgern.

Sprecherin ist Prof. Dr. Kristina Tschulik.

Das könnte Sie auch interessieren