„Magische“ Kombination für effektivere Hydrierungen

Paper von Chemikern aus Rostock und Olmütz in nature catalysis

Wasserstoff (H2), kleinstes chemisches Molekül und Hoffnungsträger für die Energiewende, wird bereits in vielen industriellen Prozessen – sogenannten Hydrierungen – zur umweltfreundlichen Herstellung von chemischen Produkten eingesetzt. Damit Wasserstoff sowohl zur Energiegewinnung als auch in Hydrierungen genutzt werden kann, ist es notwendig, die relativ stabile Wasserstoff-Wasserstoff-Bindung selektiv zu aktivieren und weiterreagieren zu lassen. Für diese molekularen Prozesse werden Katalysatoren benötigt, die meist auf teuren und vergleichsweise seltenen Edelmetallen wie Platin, Palladium oder Rhodium basieren. In einer Forschungskooperation zwischen dem Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) in Rostock, Deutschland, und dem Regional Centre of Advanced Technologies and Materials (RCPTM) an der Palacký-Universität Olomouc (Olmütz) in der Tschechischen Republik ist es nun gelungen, deutlich einfachere Katalysatormaterialien, nämlich spezielle Eisensilikate, zu entwickeln. (Bilder: TEM-Aufnahmen des Fe/Fe-O@SiO2-Katalysators © Vishwas Chandrashekhar, LIKAT) weiterlesen…

Magnetische Induktion in chemischen Prozessen

Intensivierung und Anpassung an schwankende erneuerbare Energien

Bei der Katalyse sind Energieeffizienz, Unschädlichkeit der Reaktionsbedingungen und Anpassungsfähigkeit Parameter immer bedeutender. Mittels magnetischer Induktion lassen sich magnetische Nanokatalysatoren auf extrem lokale, schnelle und energieeffiziente Weise direkt erwärmen. Während die direkte Erwärmung viel versprechende neue Perspektiven für die Prozessintensivierung bietet, ist die Entwicklung von katalytischen Systemen, mit denen hohe Temperaturen unter magnetischer Induktionsaktivierung erreicht werden, besonders schwierig. Infolgedessen sind die Vorteile der magnetischen Induktion bisher nur unter Verwendung komplexer und speziell entwickelter Materialien zugänglich. Jetzt berichtet ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Alexis Bordet, Arbeitsgruppe „Multifunktionale katalytische Systeme“ in der Abteilung von Prof. Walter Leitner am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr (MPI CEC) , am 24.11.2021 in Angewandte Chemie International Edition über eine innovative Strategie zur Entwicklung, Synthese und Anwendung von katalytischen Systemen, die durch magnetische Induktionserwärmung aktiviert werden. weiterlesen…

CatLab – neue Forschungsplattform für die Katalyse

Bündelung der Kompetenzen in Berlin

„Auf dem Weg zur nachhaltigen Herstellung und Anwendung von Wasserstoff müssen eine ganze Reihe an Technologien entwickelt und optimiert werden. Die meisten dieser Technologien haben eine Gemeinsamkeit: Sie benötigen die passenden Katalysatoren.“ Eine unter dem Namen CatLab vom Helmholtz-Zentrum Berlin und der Max-Planck-Gesellschaft (MPG-FHIund CEC) gegründete Forschungsplattform in Berlin soll die Entwicklung neuartiger Katalysatormaterialien vorantreiben und eine Brücke von der Grundlagenforschung zur industriellen Anwendung bauen. Am neugegründeten sollen neuartige und maßgeschneiderte Katalysatoren entwickelt werden. Der Fokus liegt dabei stark auf der Erzeugung von grünem Wasserstoff, der für die Energiewende dringend benötigt wird und eine Schlüsselrolle bei der Erreichung der Klimaziele spielt. (Grafik: CatLab-Präsentation auf Schultafel – Grafik © CatLab) weiterlesen…

Aromatizität in der Katalyse zur Erschließung neuer Möglichkeiten

Chemisches Konzept inspiriert neue Entwicklungen

Aromatizität, ein Konzept, das normalerweise verwendet wird, um die auffällige Stabilität und ungewöhnliche Reaktivität bestimmter kohlenstoffbasierter Moleküle zu erklären, könnte das Design neuer Katalysatoren mit neuartigen Anwendungen inspirieren, haben Forscher der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Thuwal (Saudi-Arabien) gezeigt und am 02.05.2021 publiziert (Bild: Reagenzgläser – Foto © Public Domain Pictures auf pixabay.com). weiterlesen…

Leistungs-Vorhersage von Katalysatoren

Entscheidend; Bindungsstärke der Zwischenprodukte – Joachim Walter Schultze-Preis

Elektrochemische Prozesse sind die Grundlage für eine nachhaltige Energieversorgung, brauchen aber neue leistungsfähige Katalysatormaterialien. Theoretische Berechnungen helfen dabei, Sackgassen zu vermeiden und auf die vielversprechendsten Kandidaten zu setzen. Ein Chemiker der UDE hat diese Leistungsvorhersage entscheidend weiterentwickelt und wurde dafür nun ausgezeichnet. Seine Erkenntnisse veröffentlichte er im Fachmagazin Electrochimica Acta. weiterlesen…

Übergangsmetallkomplexe als Katalysatoren für CO2-Umwandlung

Perspektivartikel in Angewandte Chemie

Die elektrokatalytische Umwandlung von Kohlendioxid ist in der CO2-Nutzung seit langem von Interesse, weil sie die Verwertung des Treibhausgases als Kohlenstoffquelle durch Energie aus erneuerbaren Quellen erreicht. Durch die hohe Stabilität des Moeküls ist seine Aktivierung aber weiterhin eine Herausforderung, sodass sich aktuell viele Forschungsgruppen rund um die Welt daran versuchen, geeignete molekulare Katalysatorsysteme auf Basis von Übergangsmetallen zu entwickeln. Ein Mülheimer Team fasst zusammen. weiterlesen…

H2-Herstellung mit Licht und Farbstoffen

Forscherteam aus Jena und Ulm produziert metallfrei Wasserstoff

Die Gewinnung von molekularem Wasserstoff als alternativer, erneuerbarer und sauberer Energieträger ausgehend von Wasser und Licht ist ein zentrales Element der solaren Energieumwandlung und -speicherung. Ein Team des Sonderforschungsbereichs „CataLight“ der Universitäten Jena und Ulm hat neuartige organische Farbstoffe mit edelmetallfreien Katalysatormolekülen kombiniert, die unter Lichtbestrahlung in Wasser gasförmigen Wasserstoff freisetzen. In der am 22.12.2020 auf der Internetseite der Friedrich-Schiller-Universität Jena und in Chemistry Europe veröffentlichten Untersuchung heißt es, das Substitut habe einen bemerkenswerten Einfluss in Bezug auf Langlebigkeit und Wirkung nach der Anregung durch sichtbares Licht gezeigt. weiterlesen…

CatLab – Leuchtturm für die Wasserstoff-Forschung

Plattform für Katalyse in Berlin-Adlershof

BESSY II-Speicherring - Foto © Gerhard Hofmann für SolarifyEnergiesystem benötigt und sind entscheidend für die klimaneutrale Gestaltung industrieller Prozesse. Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), das Fritz-Haber-Institut (FHI) und das Institut für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) bauen eine Forschungsplattform für die Katalyse auf, um Innovationssprünge in der Wasserstoff-Forschung zu erreichen (siehe: solarify.eu/start-fuer-neues-katalyse-zentrum-in-adlershof) – ihr Name: CatLab. weiterlesen…

„Wie ein Uhrwerk“

Phasenübergänge erhalten katalytische Aktivität

Einem internationalen Forscherteam um Mitglieder der Abteilung für Anorganische Chemie des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft (FHI) in Berlin ist es mit Hilfe modernster abbildender Methoden gelungen, chemische Prozesse auf der Oberfläche eines arbeitenden Katalysators mikroskopisch in Echtzeit zu beobachten. Einer FHI-Medienmitteilung vom 18.09.2020 zufolge fanden sie heraus, dass kontinuierliche Phasenübergänge für das Funktionieren von Katalysatoren verantwortlich sind. weiterlesen…

Metallfreier Kohlenstoff-Katalysator könnte chemische Produktion umkrempeln

Anordnung von Stickstoff entscheidend

Wissenschaftler des Ames-Labors (US-Energieministerium) haben einen metallfreien, kohlenstoffbasierten Katalysator entdeckt, der das Potenzial hat, viele industrielle Verfahren, einschließlich der Herstellung von Bio- und fossilen Brennstoffen, Elektrokatalyse und Brennstoffzellen, wesentlich kostengünstiger und effizienter zu gestalten. Diese Industrieprozesse enthalten in ihren grundlegenden Formen die Aufspaltung starker chemischer Bindungen, wie Wasserstoff-Wasserstoff-, Kohlenstoff-Sauerstoff- und Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen. Traditionell wurde dies mit Katalysatoren bewerkstelligt, die Übergangs- oder Edelmetalle verwenden, von denen viele teuer und in geringem natürlichen Vorkommen vorhanden sind – wie Platin und Palladium. weiterlesen…