Servicenavigation

Detailseite

Zurück

Projekt Druckansicht

SFB 1633:  Elektronenverschiebung durch Protonen – Vereinigende Strategien für die Mehrelekt-ronenredoxkatalyse durch protonengekoppelten Elektronentransfer

Fachliche Zuordnung Chemie
Biologie
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Physik
Förderung Förderung seit 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 510228793
 
Der SFB hat zum Ziel, neue Strategien für die Redoxkatalyse als Schlüsselmethode für nachhaltige chemische Synthesen und chemische Energiekonversion auf der Grundlage erneuerbarer Rohstoffe (CO2, O2, H2O, N2, Biomasse) zu entwickeln. Er fokussiert sich dazu auf das vereinigende physikalisch-chemische Phänomen, welches die Redoxtransformationen dieser chemisch diversen und unreaktiven Zielsubstrate kontrolliert, nämlich die thermochemische und kinetische Kopplung von Protonen- und Elektronentransfer (PCET). Das Paradigma des SFB lautet, dass die Entwicklung des grundlegenden Verständnisses von PCET disziplinenübergreifende Strategien für die homogene, enzymatische und heterogene Katalyse liefert zur energieeffizienten Redoxtransformation regenerativer Rohstoffe. Als zentrale Herausforderungen zielt der SFB darauf ab, (a) Redoxbasierte Konzepte für die (Photo-/Elektro-)Katalyse auf PCET-basierte Strategien auszuweiten, (b) PCET-Modellsysteme auf katalyserelevante Schlüsselspezies zu erweitern, (c) PCET-Modelle mit chemischen und elektronischen Strukturdeskriptoren der aktiven Zentren zu verbinden, (d) PCET-Mechanismen mittels modularer Synthesestrategien zu kontrollieren und (e) Quanteneffekte für die Selektivitätskontrolle zu nutzen. Die Projekte konzentrieren sich auf ausgewählte PCET-aktive Schlüsselspezies der oxidativen und reduktiven Katalyse, und zwar (dotierte) Halbleiteroxide (ZnO) sowie molekulare und biologische Oxo-/Oxyl-, Nitrido- und Hydridospezies. Die methodische und konzeptionelle Zusammenarbeit innerhalb und zwischen den Teildisziplinen wird in zwei Dimensionen organisiert: (a) Die Projektgruppen (A: Molekularer PCET, B: Biologischer PCET, C: PCET an Grenzflächen) sollen die Lücke zwischen prädiktivem Modellieren von (Multi-)PCET-Mechanismen im Grundzu-stand und angeregten Zustand und dessen Nutzung für PCET-getriebene (photo/elektro-)katalytische Protokolle schließen. (b) Die Arbeitsgruppen (I: PCET-aktive Zentren, II: PCET-basierte Katalyse, III: Medieneffekte) sollen die Subdisziplinen zusammenzuführen durch gemeinsame Entwicklung und Transfer von PCET-Kontrollstrategien. Diese basieren auf neun ausgewählten Phänomenen, welche die PCET-Reaktivität aktiver Zentren durch Interaktion mit ihrer Umgebung steuern (Protonentunneln, Elektronen-/Spindynamik, Reorganisationsenergien, H-Brückenbindungen, Elektronen(de)lokalisierung, strukturelle Reorganisation, Protonentransport, elektrische Feldeffekte, Ioneneffekte). Der wissenschaftliche Ansatz des SFB basiert auf der Anwendung von synthetischen, spektroskopischen, mikroskopischen, kinetischen, elektrochemischen und quantenchemischen Methoden, welche alle erforderlichen Energieregime, Längenskalen und Zeitskalen abdecken, um gemeinsam ein umfassendes Bild des Phänomens PCET zu entwickeln als Grundlage für die Steuerung der angestrebten Redoxtransformationen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Georg-August-Universität Göttingen
 
 

Zusatzinformationen

© 2024 DFG Kontakt / Impressum / Datenschutz

Textvergrößerung und Kontrastanpassung