Untersuchung der Reduktion von Kohlenstoffdioxid durch Fe-Ni Sulfide mit modernen Elektronenstrukturmethoden: Ein Fall von "Multistate Reactivity"?

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Roemelt
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 471174587

Die chemische Transformation von CO2 zu synthetisch wertvolleren Produkten wie Ameisensäure, CO oder Methan ist ein wichtiges Forschungsfeld innerhalb der Chemie aufgrund des offensichtlichen Nutzens dieser Umwandlungen. Ein besonders vielversprechender Ansatz basiert auf elektrokatalytischen Systemen welche ihre Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass Pentlandit ein sehr gut geeignetes Elektrodenmaterial sowohl für die Reduktion von Protonen als auch von CO2 ist und durch herausragendende Eigenschaften bezüglich Überspannung, Effizienz und Langlebikeit besticht. Aufgrund fehlender Informationen zum Reaktionsmechanismus lässt sich das bestehende katalytische System jedoch nicht systematisch verbessern. Die hier beschriebene Arbeit zielt auf die Erlangung von mechanistischen Details der CO2 Reduktion auf Pentlandit-Oberflächen auf atomarer Ebene mithilfe moderner Elektronenstrukturmethoden ab. Ein zentraler Aspekt der Arbeit bezieht sich auf die Beiträge elektronisch angeregter Zustände zur beobachteten Reaktivität. Aufgrund der strukturellen und elektronischen Eigenschaften von Pentlandit wird ein merklicher Einfluss dieser Beiträge erwartet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen