Elektrokatalyse und Sensorik mit festen Sauerstoffionenleitern: Spektroskopische und mechanistische Studien von Elementarprozessen unter angelegtem Ionenstrom

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Göpel (†)
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5193302

Geplant ist die simultane elektrochemische, katalytische und oberflächenspektroskopische Charakterisierung von Edelmetallelektroden (Ag, Pt) und oxidischen Elektroden des Typs La1-xSrxMO3(M=Co, Mn, Cr, Ga) sowie des Systems Ca2Fe2O5CaMnO3-Ca2Nb2O7 auf festen Sauerstoffionenleitern (Y-stabilisiertes ZrO2) im Betriebszustand, d.h. bei angelegtem Ionenstrom und unter gleichzeitiger Einwirkung von Molekülen. Als Modellreaktionen sollen die Wechselwirkungen mit Sauerstoff, die Oxidation von CO und von Ethen untersucht werden. Dabei sollen makroskopische Größen wie der elektrochemische Umsatz über den Strom, katalytische Umsätze über Massenspektrometer und Änderungen der elektronischen Struktur der Oberfläche über UPS mit HeI, HeII sowie chemische Zusammensetzungen der Adsorbate über XPS und UPS (HeI, HeII) erfaßt und korreliert werden. Über die Variation des extern angelegten Potentials werden adorbierte Spezies bei vorgegebener Temperatur gezielt beeinflußt. Veränderter Strom und Umsatz sowie Differenzspektren liefern dann Informationen über das Auftreten spezifischer Oberflächenspezies. Damit wird es möglich, wichtige Elementarschritte der auftretenden Oberflächenreaktionen an Elektroden auf Festelektrolyten unter Stromfluß im Fließgleichgewicht zu verstehen, Modelle zur Beschreibung von Elementarprozessen an Elektroden aufzustellen und neue Konzepte für Elektrokatalysatoren sowie amperometrische Sensoren zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Götz Reinhardt