Pulsierende Strategien zur Kontrolle von Reaktivität und Selektivität in der Photochemie

• Antragsteller: Professor Dr. Timo Jacob; Dr. Matthew Mayer, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501805371

Um eine nachhaltige Gesellschaft zu schaffen, müssen wir aufhören, fossilen Kohlenstoff für die Herstellung von Chemikalien und Kraftstoffen zu verwenden, um den Anstieg des Kohlendioxidgehalts (CO2) in der Atmosphäre zu stoppen. Eine Alternative besteht darin, CO2 nicht einfach als Abfall zu behandeln, sondern es stattdessen als kohlenstoffneutralen Rohstoff für die chemische Synthese zu verwenden. Die Wiederverwertung von CO2 auf diese Weise ist eine Herausforderung, da seine Umwandlung einen erheblichen Energieaufwand erfordert und viele verschiedene Produkte entstehen können, die in der Regel ein unerwünschtes Gemisch darstellen. Durch die Kombination von erneuerbarem Strom als Energiequelle und Katalysatormaterialien zur Stimulierung der gewünschten Reaktionswege ist der elektrochemische Ansatz eine vielversprechende neue Technologie für die CO2-Umwandlung. Beim Betrieb elektrochemischer Geräte unter konstanten Betriebsbedingungen bestehen jedoch nach wie vor grundlegende Probleme, darunter große Energiebarrieren und nachteilige Konzentrationsgradienten, die die Reaktionseffizienz und -geschwindigkeit begrenzen. Wir schlagen eine Strategie vor, die auf der gepulsten Aktivierung von elektrochemischen CO2-Umwandlungsreaktionen basiert, die durch die Zufuhr von gepulstem Licht stimuliert werden und Strategien zur Minimierung von Reaktionsbarrieren und zur Feinabstimmung der Reaktionswege bieten. Durch die Kombination von lichtabsorbierenden Halbleitern und organischen oder anorganischen Katalysatoren werden wir die Photoelektrochemie mit gepulstem Licht an hybriden Geräten untersuchen, um neue Erkenntnisse über die Mechanismen der CO2-Umwandlung zu gewinnen, verbesserte Produktselektivitäten nachzuweisen und eine neue Grenze in der Resonanzkatalyse zu setzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Türkei
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency; TÜBITAK The Scientific and Technology Research Council of Turkey
• Kooperationspartner: Professor Dr. Ally Aukauloo, Ph.D.; Sarp Kaya