Elektroanalyse an Elektronensystem-modifizierten Titandioxidelektroden zur Sauerstoffreduktion

• Antragstellerin: Dr. Susann Meyer
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5435032

Kern dieses Forschungsvorhabens ist es, ein Elektronentransfer-Relaissystem aufzubauen, das die elektrische Schaltung und Steuerung von heterogenen-katalytischen Reaktionen insbesondere die Reduktion von Sauerstoff ermöglicht. Es wird aus folgenden Teilelementen zusammengesetzt: 1. einer TiO²-Schicht, die nach einem speziell entwickelten Verfahren erzeugt wird. 2. einer organischen konjugierten Verbindung mit Stickstoffdonoratomen, die über funktionelle Gruppen an die TiO²-Schicht gebunden wird 3. einem Metall, das durch die Donorgruppen der organischen Verbindungen komplexiert wird. In diesem System dient die TiO²-Schicht sowohl als Träger als auch als Elektronenschwamm, die über ein angelegtes variables Elektrodenpotenzial die katalytische Umsetzung steuern kann. Der zielgerichtete vektorielle Elektronentransfer auf das umzuwandelnde Substrat (O²) soll mit Hilfe der konjugierten organischen p-Elektrodensysteme (wie funktionalisierten Porphyrinen oder elektronenreichen 4-H-Imidazolen) und deren Metallkomplexe erreicht werden. Die organischen Verbindungen und die Metalle können dabei so variiert werden, dass die erwünschte 4-Elektronenreduktion des Sauerstoffs möglichst schnell und selektiv erfolgt. Der Einbau dieser Funktionseinheiten in Mikroreaktionssysteme kann dazu führen, den bei konventioneller Reaktionsführung limitierten Stofftransport zu verbessern und die kinetische Hemmung des konzertierten Elektronenübergangs zu vermindern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen