Electrocatalytic activity of defined nanostructures (5-250 nm) that are established via nanoimprint lithography

• Applicant: Privatdozent Dr. Giuseppe Scarpa
• Subject Area: Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry
• Term: from 2011 to 2018
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 193968575

In den letzten Jahrzehnten konzentrierte sich die Forschung im Bereich elektrochemische Energiewandlung auf die Untersuchung neuer Katalysator- und Trägermaterialien, sowie verschiedener Elektrolyte und Reaktionen. Allerdings ist der Zusammenhang von Elektrodengeometrie und –aktivität noch weitgehend unverstanden. Das liegt unter anderem an oftmals schlecht definierten Elektrodenstrukturen. Bis jetzt stellte die Herstellung und Untersuchung von geordneten Nanostrukturen für effiziente elektrochemische Systeme eine große Herausforderung dar: Durch elektrochemische Abscheidung erhält man Nanopartikel mit variierender Größe und variierendem Abstand. Auch die Erzeugung von einzelnen Nanopartikeln mittels elektrochemischem Rastertunnelmikroskop (EC-STM) ist limitiert durch die geringe Fläche (einige μm2), die strukturiert werden kann. Unser Vorhaben verbindet Nanostrukturierungstechniken mit der Elektrokatalyse, um den Einfluss der Elektrodengeometrie auf die Elektrodenaktivität zu quantifizieren. Mit Hilfe von nanostrukturierten Stempeln werden metallische Strukturen (Au, Pd und Pt) auf flache Substrate aufgebracht und als Elektroden zur Messung elektrokatalytischer Aktivitäten verwendet. Zwei verschiedene Strukturierungstechniken, Nanotransfer-Druck (nanotransfer printing, nTP) und Nanoimprint-Lithographie (nanoimprint lithographie, NIL), ermöglichen eine gezielte Variation der Parameter (Durchmesser, Höhe und Abstand der Nanostrukturen) im Bereich von 5-250 nm. Diese geordneten Nanostrukturen werden zu einem besseren Verständnis der physikalischen Eigenschaften elektrokatalytisch aktiver Systeme beitragen.

• DFG Programme: Research Grants
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Ulrich Stimming