FOR 2213:  Nanoporöses Gold als Prototyp für ein rationales Katalysatordesign

• Fachliche Zuordnung: Chemie ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ; Physik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255613253

Die Forschergruppe 2213 hat das Ziel, ein detailliertes Verständnis der Oberflächenchemie von nanoporösem Gold (npAu) und dessen Abhängigkeit von strukturellen Faktoren und der Zusammensetzung zu entwickeln, um das komplexe und bislang teilweise schwer vorhersagbare katalytische Verhalten in der Oxidationskatalyse mit npAu zu erklären. Dabei stehen die Rolle der niedrig-koordinierten Atome, die Rolle der zweiten Metalle und die Spannbreite möglicher Elementarreaktionen, die zur Aktivierung von adsorbierten Molekülen, insbesondere von molekularem Sauerstoff, führen, im Vordergrund der Arbeit des Forschergruppenkonsortiums von 9 Arbeitsgruppen, der Universitäten Bremen und Oldenburg, der Technischen Universität Hamburg-Harburg und der Freien Universität Bremen. Drei Bereiche werden eng zusammenarbeiten: Materialsynthese mit dem Ziel, npAu-Katalysatoren mit definierten Eigenschaften kontrolliert und reproduzierbar herzustellen, Gasphasenanwendungen (heterogene Katalyse) und Flüssigphasenanwendungen (Katalyse und Elektrochemie). In allen Fällen werden Oberflächeneigenschaften zusammen mit mikroskopischen Verspannungen im Material und Stofftransportlimitierungen, die sich aus der Porosität ergeben, betrachtet. Dies ist der Fortsetzungsantrag der Forschergruppe, nachdem das Konsortium bereits in den letzten drei Jahren zusammengearbeitet hat.Die Forschergruppe 2213 hat das Ziel, ein detailliertes Verständnis der Oberflächenchemie von nanoporösem Gold (npAu) und dessen Abhängigkeit von strukturellen Faktoren und der Zusammensetzung zu entwickeln, um das komplexe und bislang teilweise schwer vorhersagbare katalytische Verhalten in der Oxidationskatalyse mit npAu zu erklären. Dabei stehen die Rolle der niedrig-koordinierten Atome, die Rolle der zweiten Metalle und die Spannbreite möglicher Elementarreaktionen, die zur Aktivierung von adsorbierten Molekülen, insbesondere von molekularem Sauerstoff, führen, im Vordergrund der Arbeit des Forschergruppenkonsortiums von 9 Arbeitsgruppen, der Universitäten Bremen und Oldenburg, der Technischen Universität Hamburg-Harburg und der Freien Universität Bremen. Drei Bereiche werden eng zusammenarbeiten: Materialsynthese mit dem Ziel, npAu-Katalysatoren mit definierten Eigenschaften kontrolliert und reproduzierbar herzustellen, Gasphasenanwendungen (heterogene Katalyse) und Flüssigphasenanwendungen (Katalyse und Elektrochemie). In allen Fällen werden Oberflächeneigenschaften zusammen mit mikroskopischen Verspannungen im Material und Stofftransportlimitierungen, die sich aus der Porosität ergeben, betrachtet. Dies ist der Fortsetzungsantrag der Forschergruppe, nachdem das Konsortium bereits in den letzten drei Jahren zusammengearbeitet hat.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Südafrika

Projekte

• Atomistisches Verständnis der Eigenschaften von nanoporösem Gold durch Untersuchung einkristalliner Modelloberflächen (Antragsteller Risse, Thomas )
• Auf Quantenmechanik basierende, quantitative Modellierung von Metalllegierungsoberflächen als Funktion ihrer Umgebung (Antragsteller Müller, Stefan )
• Computermodellierung der reaktionsinduzierten Oberflächendynamik von nanoporösem Gold (Antragstellerin Moskaleva, Lyudmila V. )
• Elektrokatalyse und Transport in nanoporösem Gold (Antragsteller Wittstock, Gunther )
• Elektronische Strukturrechnungen von Oxidationsreaktionen auf nanoporösem Gold (Antragsteller Klüner, Thorsten )
• Flüssigphasenkatalyse mit Nanoporösem Gold (Antragsteller Wittstock, Arne )
• Gasphasenkatalyse mit Nanoporösem Gold (Antragsteller Bäumer, Marcus )
• Gefügeentwicklung und Auswirkungen der Mechanik auf die Katalyse (Antragsteller Weißmüller, Jörg )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Wittstock, Gunther )
• Poröse Au-reiche Nanopartikel für katalytische Anwendung (Antragstellerin Özaslan, Mehtap )
• Zusammensetzung und Struktur von nanoporösem Au entlegiert aus AuAg und AuCu (Antragsteller Rosenauer, Andreas )

• Sprecher: Professor Dr. Gunther Wittstock, seit 10/2018