FOR 1175:  Unconventional Approaches to the Activation of Dihydrogen

• Fachliche Zuordnung: Chemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 88491225

Dieses Projekt behandelt Grundlagenaspekte der Reaktivität von Wasserstoff, wobei mit neuen Entwicklungen "metallfreie“ Katalysen und "ionische Hydrierungen“ erforscht werden sollen.
Ein binationales deutsch-schweizerisches Kooperationsprojekt zum Fachgebiet Wasserstoffchemie wurde mit Schwerpunkten im Bereich katalytische "metallfreie“ Hydrierungen und "ionische Hydrierungen“ etabliert. Mit einem neuen Ansatz für Wasserstoffchemie wird auf der Basis von Grundlagenforschung zur Lösung der verbliebenen Probleme einer Wasserstoffchemie beigetragen. Unter Normalbedingungen braucht Wasserstoffchemie die Unterstützung von katalytischen Zentren. Etliche Jahrzehnte lang bezogen sich die Entwicklungen auf Wilkinson-Typ-Übergangsmetall-Katalysen mit der Charakteristik von homolytischer Spaltung von H2. Nachteile dieser Chemie waren das "Muss“, Edelmetalle zu verwenden und ferner die starke Bevorzugung von Hydrierungen unpolarer Moleküle. Diese Nachteile könnten durch die Entwicklung von erst kürzlich ins Spiel gebrachten polaren Hydrierungs- und Dehydrierungskatalysen und auch Transferhydrierungskatalysen behoben werden, welche mit formaler Heterolyse von H2 verlaufen. Man spricht bei solchen Hydrierungen, die das Wasserstoffmolekül heterolytisch spalten, von "ionischen Hydrierungen“. Sie können durch Übergangsmetalle oder Hauptgruppenelement-Verbindungen "metallfrei“ katalysiert werden. Polar-Transfer-Hydrierungen mit einem doppelten Übertrag von H-Atomen werden ebenfalls erforscht.
Mit diesem Projekt wird angestrebt, die Wasserstoffchemie durch Entwicklungen von "ionischer Hydrierung” und polaren Transferhydrierungen zu komplettieren. Bevorzugt behandelt werden "metallfreie“ Katalysen, Nicht-Edelmetallkatalysen oder sehr effiziente Edelmetallkatalysen auf der Basis einer durch Kooperation breit angelegten systematischen Suche.
In Verbindung mit der Vision von Wasserstoff als ökologischem Energieträger und der Beteiligung von Wasserstoffchemie in Prozessen chemischer Wasserstoffspeicherung besitzt dieses Projekt soziale Relevanz. Es möchte durch die Erforschung der noch verbliebenen, wenig bearbeiteten Facetten von "metallfreier“ und optimierter "metallhaltiger“ Wasserstoffkatalyse zu einem grundlegend neuen Verständnis von Wasserstoffchemie beitragen und die Chancen auf eine zukünftige Realisierung einer Wasserstofftechnologie wesentlich verbessern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Heterolytische Wasserstoff-Aktivierung durch antagonistische Lewis-Paare (Antragsteller Erker, Gerhard )
• Hydrogen complexation and activation in metal-free systems (Antragsteller Sander, Wolfram )
• Koordinationsmittel - Zentralprojekt (Antragsteller Erker, Gerhard )
• Quantum mechanical investigations of the thermodynamic and kinetic properties of H2-activating chemical systems with accurate first-principles wave-function and density based computational methods (Antragsteller Grimme, Stefan )

• Sprecher: Professor Dr. Heinz Berke
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Gerhard Erker