Der effektive pH an der fest-flüssig Grenzfläche und die lokale Ionenverteilung bei komplexen elektrochemischen Reaktionen

• Antragsteller: Professor Dr. Karl Mayrhofer
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246217805

Heterogen katalysierte Reaktionen in un-/schwach gepufferten, neutralen Flüssigkeiten, wie sie vor allem unter natürlichen Bedingungen oft vorherrschen, sind oft dominiert vom pH-Wert direkt an der Flüssig/ Fest-Grenzfläche. Obwohl dies für viele Forschungsarbeiten in verschiedensten Bereichen der Ober-flächen- und Grenzflächenchemie entscheidend und auch bekannt ist, kann der Effekt des Grenzflächen-pHs und sein komplexer Zusammenhang mit der Reaktionsgeschwindigkeit von pH-Wert abhängigen Reaktionen, dem Massentransport von Edukten/Produkten und dem Lösungs-pH-Wert nur in sehr einfachen Systemen exakt bestimmt werden. In diesem Projekt wird dieser Effekt des Grenzflächen-pHs und insgesamt der Ionenverteilung für verschiedene Fest/Flüssig-Grenzflächen grundlegend und lokal betrachtet werden, um daraus ein verbessertes Verständnis und ein allgemeines Modell für heterogene Reaktionen in neutralen Medien abzuleiten. Für die experimentellen Untersuchungen wird speziell eine ionenselektive, lokale Messmethode etabliert, welche beginnend bei idealen Modellsystemen, über kinetisch gehemmte Reaktionen wie die elektrochemische Sauerstoffreduktion und Wasseroxidation, bis zu höchst inhomogenen, realen Oberflächen die Basis für das Modell liefern wird. Das Verständnis der komplexen Zusammenhänge rund um den Grenzflächen-pH-Wert soll in weiterer Folge zu einer gezielten Verbesserung von Anwendungen im Korrosionsschutz und in verwandten Themengebieten führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen