Metall-Amidoborane als Wasserstoffspeicher: Untersuchungen aus metallorganischer Sicht

• Antragsteller: Professor Dr. Sjoerd Harder
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 119110703

Die unvermeidbare Umstellung von einem Öl- zu einem Wasserstoff-basierten Energiehaushalt setzt sichere und effiziente Technologien für Transport und Speicherung von Wasserstoff voraus. Als eine von vielen Möglichkeiten Wasserstoff zu speichem, gewinnt vor allem Ammoniaboran (H3N-BH3) an Bedeutung. Der extrem hohe Wasserstoffgehalt von fast 20 Gewichtsprozent entschädigt für einen großen Nachteil: H2 wird leicht abgegeben, aber nicht reversibel aufgenommen. Vor kurzem vorgestellte Metall-Amidoboran-Komplexe (z. B. Ca(NH2BH3)2) zeigen sogar noch mehr Vorteile gegenüber Ammoniaboran, worunter auch ein deutlich weniger exothermer Dehydrierungsprozess fällt. Dies erleichtert die Suche nach einer reversiblen Regeneration um einiges. In ersten Vorarbeiten konnten wir wichtige Erkenntnisse über den Dehydrierungsmechanismus und die Zersetzungsprodukte gewinnen. Wir würden unsere Forschungstätigkeiten auf diesem Gebiet gerne erweitern und beabsichtigen systematische Studien mit dem Ziel, den Dehydrierungsmechanismus besser zu verstehen. Neben experimentellen mechanistischen Studien planen wir auch den Einsatz von theoretischen Rechnungen. Ausführliche Untersuchungen bezüglich Ligand- und Metall-Effekten werden angestrebt. Darüber hinaus verfolgen wir ein wichtiges Ziel: die reversible Speicherung von Wasserstoff in Metall-Amidoboran-Komplexen. Letzteres könnte möglicherweise nur mit einem Katalysator machbar sein. Im Gegensatz zu den zahlreichen Untersuchungen in der Festkörperchemie betrachten wir das Problem aus metallorganischer Sicht und planen Untersuchungen in Lösung. Dennoch könnten die erlangten Einsichten Rückschlüsse für die Festkörperforschung geben. Da Amidoborane als Liganden in der metallorganischen Chemie nahezu unbekannt sind, bietet dieses Gebiet sich für ausführliche grundlegende Studien an. Die Erkenntnisse aus diesem Forschungsprojekt könnten zu den ersten reversiblen Amidoboran-Wasserstoffspeichem führen und würden diesem neuen Gebiet enormen Auftrieb verleihen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen