Etablierung kooperativer Metallwechselwirkungen zur lichtgetriebenen CO2-Reduktion mit neuartigen Photosensibilisatoren und Katalysatoren
Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Eine Kreislaufwirtschaft, die auf erneuerbaren Energien und CO2 als Rohstoff basiert, ist zwingend notwendig, um fossile Energieträger für eine nachhaltige Zukunft abzulösen. Die Entwicklung effizienter CO2-Reduktionsverfahren und damit einhergehend von effizienten Katalysatoren, sowohl von homogenen als auch von heterogenen Materialien, ist dabei entscheidend. Während die heterogene Katalyse für industrielle Anwendungen bevorzugt ist, können molekulare Übergangsmetallkomplexe aufgrund ihrer Modifizierbarkeit und Vielseitigkeit wertvolle mechanistische Erkenntnisse liefern. Die meisten Literatur-bekannten Katalysatoren für sonnenlichtgetriebenen Prozesse besitzen ein einzelnes Metallzentrum als aktive Seite. Natürlich vorkommende CO2-reduzierende Enzyme lassen jedoch vermuten, dass bimetallische aktive Zentren für eine selektive und effiziente CO2-Reduktion von hoher Bedeutung sind. In diesem Projekt wurden daher sowohl homo- als auch heterobimetallische Katalysatoren basierend auf 3D-Übergangsmetallen als Katalysatoren für die Licht-induzierte CO2-Reduktion getestet. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen ein faszinierendes Zusammenspiel zwischen der Art der Metallzentren und der Rolle von Co-Substraten auf verschiedene Produktselektivitäten und mögliche Reaktionswege. Ferner wurde gezeigt, wie der Abstand zwischen den Metallen und die umgebende Art des Liganden, die Stabilität der Katalysatoren und die Produktverteilung beeinflussen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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An asymmetric cryptand for the site-specific coordination of 3d metals in multiple oxidation states. Dalton Transactions, 50(41), 14602-14610.
Jökel, Julia; Nyßen, Frauke; Siegmund, Daniel & Apfel, Ulf-Peter
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#RSCPoster Twitter Conference, Online, “An asymmetric cryptand for the site - specific coordination of 3d metals in multiple oxidation states”. Poster, 2022.
J. Jökel, F. Nyßen, D. Siegmund & U.-P. Apfel
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A CuICoII cryptate for the visible light-driven reduction of CO2. Chemical Science, 14(44), 12774-12783.
Jökel, Julia; Boydas, Esma Birsen; Wellauer, Joël; Wenger, Oliver S.; Robert, Marc; Römelt, Michael & Apfel, Ulf-Peter
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Visible-Light-Driven CO2 Reduction with Homobimetallic Complexes. Cooperativity between Metals and Activation of Different Pathways. Journal of the American Chemical Society, 145(46), 25195-25202.
Bharti, Jaya; Chen, Lingjing; Guo, Zhenguo; Cheng, Lin; Wellauer, Joël; Wenger, Oliver S.; von Wolff, Niklas; Lau, Kai-Chung; Lau, Tai-Chu; Chen, Gui & Robert, Marc
