Einzigartiger Blick auf einzelnen Katalysator-Nanopartikel bei der Arbeit

Forschungszentrum DESY: Röntgenuntersuchung zeigt Änderung der Oberflächenzusammensetzung unter Reaktionsbedingungen

Mit intensivem Röntgenlicht hat ein DESY-geführtes Forschungsteam laut einer Medienmitteilung vom 01.10.2021 ein einzelnes Katalysator-Nanopartikel bei der Arbeit beobachtet. Die Untersuchung zeigt erstmals, wie ein individuelles Nanopartikel unter Reaktionsbedingungen die chemische Zusammensetzung seiner Oberfläche ändert, wodurch es aktiver wird. Das Team um DESY-Forscher Andreas Stierle stellt seine Beobachtungen (open access – CC-BY-4.0) in Science Advances vor. Die Untersuchung ist ein wichtiger Schritt zu einem besseren Verständnis realer Katalysatormaterialien. (Bild: Einzelner Katalysator-Nanopartikel, mit Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung seiner Oberfläche während des Betriebs – © Science Communication Lab für DESYCC BY 4.0) weiterlesen…

Erster programmierbarer Photokatalysator entwickelt

Mit smart materials zu nachhaltigerer Chemie

Forschende am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung haben einer Medienmitteilung aus dem Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung vom 02.09.2021 zufolge einen nachhaltigen und „intelligenten Photokatalysator“ entwickelt. Die Besonderheit: Als sogenanntes smart material kann er zwischen Lichtfarben (Blau, Rot und Grün) unterscheiden und ermöglicht als Antwort darauf eine bestimmte, ihm einprogrammierte chemische Reaktion. „Unser intelligenter Photokatalysator funktioniert wie eine Art Lotse, der auf bestimmte Lichtfarben reagiert und daraufhin einen bestimmten Weg einschlägt“, sagt Yevheniia Markushyna, Erstautorin des Artikels in Angewandte Chemie International Edition (CC-BY 4.0). (Grafik: Atomare Struktur des Kohlenstoffnitrid-Photokatalysators, dargestellt durch verschiedene Farben – © MPIKG, Aleksandr Savateev) weiterlesen…

Entwicklungsstufen eines arbeitenden Katalysators

Serena DeBeer: Röntgenspektroskopische Untersuchung an einem Methantrockenreformierkatalysator

Die trockene Methanreformierung (DMR) bietet eine Möglichkeit, schädliche Treibhausgase in industriell nutzbares Synthesegas umzuwandeln. Deshalb wächst das Interesse an Katalysatoren auf Nickel-Basis für die DMR stetig. In ihrem Jahrbuchbeitrag 2020 beschreibt Prof. Serena DeBeer, Direktorin der Abteilung Anorganische Spektroskopie des Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr (MPI CEC) , am 10.08.2021 röntgenspektroskopische Untersuchungen an einem Methantrockenreformierkatalysator. Der vollständige Artikel kann auf der Webseite der Max-Planck-Gesellschaft nachgelesen werden. (Grafik: Speziell konstruierter Nanoreaktor mit einem In-situ-Gassystem für STXM-Studien eines arbeitenden Katalysators. Reaktantgase strömen von der linken Seite ein. Röntgenstrahlen überwachen die Veränderung der Partikel unter kontrollierter Temperatur und Druck – © MPI für chemische Energiekonversion) weiterlesen…

Selektiver Katalysator für gezielte chemische Reaktionen

Ganz nach Plan

Der Zufall spielt in chemischen Reaktionen oft eine große Rolle. Fast immer entstehen dabei zahlreiche unerwünschte Nebenprodukte, die unnötig Energie und Ressourcen verbrauchen. Ein Forschungsteam um Professorin Swetlana Schauermann vom Institut für Physikalische Chemie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) kombiniert verschiedene Messverfahren, um chemische Reaktionen auf atomarer Ebene zu untersuchen und so grundlegend besser zu verstehen. In Angewandte Chemie haben sie jetzt eine Methode vorgestellt, mit der sich Reaktionen so gestalten lassen, dass am Ende nur das gewünschte Molekül entsteht. Den Unterschied macht eine spezielle Extraschicht von Molekülen, die als Katalysator die gewünschte Reaktion gezielt auslöst. (Modell: Chemische Zusammensetzung der Ligandenlage verändert sich unter reaktiven Bedingungen und begünstigt Entstehung von Propenol – Angewandte Chemie 2021 – Grafiken © onlinelibrary.wiley.com, CC BY-NC-ND 4.0) weiterlesen…

CO2-Recycling mithilfe von Plasma und Elektrolyse

Plasmen in Flüssigkeiten zünden

Plasmen in Flüssigkeiten werden längst bei Wasserreinigung und Wundbehandlung angewendet. Nun sollen sie die Effizienz und Lebensdauer von Elektrolysezellen verbessern, die zur CO2-Umwandlung eingesetzt werden. Forschenden der Ruhr-Universität Bochum (RUB) ist es gelungen, den Zündungsprozess von Plasma unter Wasser anzuschauen und zeitscharf zu verfolgen. Physikerin Katharina Grosse lieferte die ersten Datensätze mit sehr hoher Zeitauflösung und unterstützt so eine neue Hypothese zur Zündung dieser Unterwasserplasmen. (Foto:Plasmazündung unter Wasser – mehrere Plasmaentladungen durch lange Belichtungszeit eingefangen – Große Plasmaelektrolyse – © Damian Gorczany, RUB) weiterlesen…

Einzelatom-Katalysatoren vorhergesagt und entworfen

Wissenschaftler schufen Katalysator mit 100 % Selektivität bei Propylen-Herstellung

Forscher der Tufts University, des University College London (UCL), der Cambridge University und der University of California in Santa Barbara haben gezeigt, dass ein Katalysator tatsächlich ein Agent der Veränderung sein kann. Die Wissenschaftler haben Einzelatom-Katalysatoren für wichtige chemische Reaktionen vorhergesagt und entworfen. Mithilfe grundlegender Berechnungen molekularer Wechselwirkungen schufen sie einen Katalysator mit 100 % Selektivität bei der Herstellung von Propylen, einem wichtigen Vorprodukt für die Kunststoff- und Textilherstellung. weiterlesen…

Enzym in Pilz entdeckt

Katalysator für biochemische Reaktion zum Abbau von Lignozellulose

Forscher unter Leitung der University of York haben ein Enzym in einem Pilz entdeckt, das als Katalysator eine biochemische Reaktion zum Abbau von Lignozellulose auslösen kann. Die Entdeckung dieses neuartigen Enzyms, das eine wertvolle Chemikalie aus landwirtschaftlichen Abfällen freisetzt, könnte ein wichtiger Durchbruch bei der Aufwertung erneuerbarer Kraftstoffe und Chemikalien sein, zeigt eine ihre Untersuchung. weiterlesen…

Der perfekte Katalysator ist leider noch nicht gefunden

Interview mit Prof. Wolfgang Lubitz für die GDNÄ

Prof. Wolfgang Lubitz, Direktor Emeritus am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr (MPI CEC), spricht in einem Interview für die Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte e. V. (GDNÄ) über seine Forschung, die Schlüsselrolle von Katalysatoren und sein Selbstverständnis als Wissenschaftler. Lubitz ist seit vielen Jahren GDNÄ-Mitglied und seit 2017 auch Mitglied des Vorstandsrats. Ihm sind wichtig der „Dialog mit der Öffentlichkeit, aber auch der interdisziplinäre Dialog zwischen den wissenschaftlichen Disziplinen“. Er sieht dort noch viel Verbesserungspotenzial. weiterlesen…

“Doppel-Katalysator” reinigt Abwasser und erzeugt Wasserstoff

Zwei Fliegen mit einer Klappe

Eine Verunreinigung beseitigen und gleichzeitig etwas Nützliches produzieren kann ein neuartiger Katalysator aus China. Aktuelle Strategien zur Wasserspaltung mit Katalysatoren und Licht erfordern bisher die Einführung von chemischen Zusätzen, um den Prozess zu beschleunigen. Jetzt haben Forscher der Sun Yat-sen-Universität in Kanton einen Katalysator (unter Verwendung von Co3O4-modifizierten {001}/{101}-TiO2-Nanoblättern) zur Wasserstoffproduktion entwickelt, der bereits im Abwasser vorhandene Medikamente und andere Verunreinigungen zerstört – wie sie einem Open-Access-Paper in ACS ES&T Engineering berichten. weiterlesen…

Licht aktiviert katalytisch MoS2-Dünnschichten

Preiswerte Katalysatoren ermöglichen kostengünstige Wasserstoffproduktion

Mit einem neuen Instrument an BESSY II namens „SurfaceDynamics@FemtoSpeX“ lassen sich Molybdän-Sulfid-Dünnschichten untersuchen, die als Katalysatoren für die solare Wasserstoffproduktion interessant sind. Ein Lichtpuls löst einen Phasenübergang von der halbleitenden in die metallische Phase aus und verstärkt so die katalytische Aktivität – so die Internetseite des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie. (Bild: SurfaceDynamics@FemtoSpeX – © Martin Künsting /HZB) weiterlesen…