Elektrokatalytische Aktivierung von CO2 in ionischen Flüssigkeiten

• Antragsteller: Professor Dr. Björn Braunschweig
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 362603735

Über die CO2-Katalyse in ionischen Flüssigkeiten ist im Vergleich zu den gut untersuchten wässrigen und anderen nicht wässrigen Elektrolyten bisher wenig bekannt. In unseren Arbeiten konnten wir zeigen, dass einige ionische Flüssigkeiten die Fähigkeit besitzen das Bildungspotential für elektrochemische Reduktionsprodukte herabzusetzen. Eine Aufklärung der Reaktionsmechanismen für CO2-Reduktionsreaktionen ist dabei von zentraler Bedeutung. Dazu setzen wir sowohl in situ als auch in operando Spektroskopie ein und weisen Reaktionsprodukte an der Grenzfläche als auch im Elektrolytvolumen nach. In der ersten Projektphase war die Aufklärung von CO2 Reduktionsreaktionen (CO2RR) auf Pt-Katalysatoroberflächen und in ionischen Flüssigkeiten ein zentraler Bestandteil der Arbeiten, was auf Grund der zu erwartenden geringen Anzahl von Reaktionsprodukten sinnvoll war. In der zweiten Projektphase werden relevantere Materialien wie Cu oder Cu-Au-Oberflächenlegierungen sowie Cu/Au-intermetallische Verbindungen zum Einsatz kommen. Diese sind zwar im wässrigen Elektrolyten gut aber in ionischen Flüssigkeiten bisher kaum hinsichtlich der CO2-Elektrolyse untersucht worden. Wir sehen daher für CO2RR in ionischen Flüssigkeiten einen großen Forschungsbedarf für neue/andere Materialien sowie bei der Aufklärung von Reaktionsmechanismen und Bildungspotentialen mit Hilfe von in situ-Spektroskopie, um damit ein noch viel grundlegendes Verständnis der elektrochemischen Prozesse der CO2-Katalyse in ionischen Flüssigkeiten zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen