Theoretische Untersuchungen zur (Meta-)Stabilität bimetallischer Nanostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Axel Groß
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 272517120

Dieses Projekt soll mit Hilfe von theoretischen Untersuchungen zu einem besseren Verständnis der Stabilität und Reaktivität von bimetallischen Nanostrukturen beitragen. Um die Eigenschaften von bimetallischen Katalysatoren zu ändern, kam man ihre Zusammensetzung und/oder ihre Struktur modifizieren. Allerdings sind katalytisch aktive bimetallische Strukturen häufig nicht stabil und zeigen Degradationserscheinungen. Es nützt die beste bimetallische Struktur mit den gewünschten katalytischen Eigenschaften wenig, wenn sie nicht die nötige thermische Stabilität zeigt. Dabei müssen katalytisch aktive Strukturen nicht notwendigerweise thermodynamisch stabil sein, sondern sie können kinetisch stabilisiert sein. Nicht-Gleichgewichtsmethoden werden gebraucht, um das Auftreten von stationären Strukturen zu testen. Daher soll die Stabilität bimetallischer Oberflächenlegierungen mit Hilfe von kinetischen Monte Carlo (kMC)-Simulationen untersucht werden. Die für die kMC-Simulationen nötigen Aktivierungsbarrieren sollen durch Elektronenstrukturrechnungen auf der Basis der Dichtefunktionaltheorie (DFT) berechnet werden. Anhand von experimentell gut untersuchten Modellsystemen sollen allgemeine Trends in der Stabilität von bimetallischen Oberflächenlegierungen abgeleitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen