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Projekt
B-Cat: Katalytische Prozesse zur effizienten Energiefreisetzung aus MOST Verbindungen
Antragstellerin
Professorin Dr. Ivana Fleischer
Fachliche Zuordnung
Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496207555
Die Kontrolle der Energiefreisetzung und deren Verständnis gehören zu den größten Hauptherausforderungen der Entwicklung erfolgreicher MOST (Molecular Solar Thermal Energy Storage)-Systeme. Die Verwendung von Katalysatoren zur Steuerung der Energiefreisetzung stellt eine einmalige Gelegenheit für seine Regulierung. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung effizienter molekularer Katalysatoren zur Energiefreisetzung aus metastabilen MOST-Isomeren, das mechanistische Verständnis dieser Prozesse, sowie die Einsetzung der erworbenen Erkenntnisse in der Entwicklung von immobilisierten Katalysatoren, die für die Realisierung von „proof-of-concept“-Geräten geeignet sind. Dabei steht im Mittelpunkt der Untersuchungen die Erforschung der katalytischen elektrozyklischen Ringöffnung von Dewar-1,2-azaborin. Das Projekt wird auch zur Entwicklung katalytischer Funktionalisierungen von Mostophoren beitragen, um deren Eigenschaften modular zu modifizieren. Das Projekt ist in drei Arbeitspakete eingeteilt. Homogene Katalysatoren werden innerhalb des Arbeitspakets 1 untersucht. Dies umfasst sowohl die Katalysatorentwicklung als auch mechanistische Untersuchungen, die zur weiteren Verbesserung der katalytischen Aktivität beitragen werden. Einerseits wird eine detaillierte Untersuchung des Mechanismus und des strukturellen Einflusses bereits bekannter Katalysatoren durchgeführt, andererseits wollen wir einen aktiven Nichtedelmetall-Katalysator finden, um die Nachhaltigkeit des Systems zu verbessern. Arbeitspaket 2 widmet sich heterogenen Katalysatoren, hauptsächlich basierend auf der Immobilisierung erfolgreicher homogener Katalysatoren unter Beibehaltung ihrer Aktivität. Außerdem werden wir unsere Erfahrung in der Entwicklung katalytischer Methoden nutzen, um die Mostophore effizient und innovativ zu funktionalisieren (Arbeitspaket 3). Das Projekt wird sich mit folgenden Schlüsselfragen befassen: (i) Was sind die strukturellen Voraussetzungen für den erfolgreichen Katalysator für die Cycloreversion von Dewar-1,2-Azaborin auf molekularer Ebene? (ii) Welche Immobilisierungsstrategie ist optimal, um die katalytische Leistung beizubehalten? (iii) Wie läuft die Reaktion ab und was können wir daraus lernen, um effizientere Katalysatoren zu entwickeln? (iv) Wie kann die moderne Katalysatorforschung zu effizienten Synthesen von Mostophoren beitragen? Unser Projekt wird für den Gesamterfolg von FOR MOST durch intensive Interaktionen mit anderen Projekten von zentraler Bedeutung sein. Dies umfasst das Design verbesserter MOST-Moleküle, die Katalysatorentwicklung und das mechanistische Verständnis des Energiefreisetzungsprozesses und den Bau eines funktionierenden Apparats. Die gewonnenen grundlegenden Erkenntnisse werden zur Entwicklung eines ganzheitlichen MOST-Konzepts beitragen, vom Verständnis über das Design bis hin zur Anwendung.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
