Anorganische Chemie/Metallorganische Chemie

Funktionsmaterialien

Das Design und die Synthese neuartiger Funktionsmaterialien gehören zu den wesentlichen Zielen in der Chemie, insbesondere für die heterogene Katalyse. Klassischerweise werden solche Materialien durch Festkörperreaktionen bei hohen Temperaturen erzeugt, was jedoch zu Materialien mit gemischten Morphologien und einer zufälligen Teilchengrößenverteilung und somit kleinen Oberflächen führt. Um diese Nachteile zu vermeiden hat sich die Synthese aus single source precursors (SSP) als vielversprechendste Alternative für die Darstellung aktiver Katalysatoren herausgestellt. Synthesewege über SSP haben enorme Vorteile gegenüber dem klassischen Ansatz, da Sie Niedertemperatursynthesen mit einer genauen Kontrolle der Zusammensetzung bei maximaler Verteilung der Elemente auf einer atomaren Größenskala darstellen. Auch die Oxidationsstufen der Metalle für heterogene Katalysatoren lassen sich so genau einstellen. Dieser Ansatz ermöglicht also Zugang zu und Formselektivität von Katalysatoren auf der Nanoebene; eine große Herausforderung auf dem Gebiet der Katalyse. Zusätzlich eignet sich der SSP Ansatz besonders für die Synthese von Materialien, die auf der Mikroebene nicht existieren und deren Aktivität elektronische Eigenschaften durch Formgebung auf Nanoebene eingestellt werden können. Unser ziel liegt im rationalen Design und der Entwicklung neuartiger molekularer Vorläufer und Ihrer Umwandlung in geeignete (Prä)katalysatoren für vielfältige Anwendungen.

Schlüsselpublikationen

[1] Yang, H.; Driess, M.; Menezes, P. W. Self-Supported Electrocatalysts for Practical Water Electrolysis. Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2170153 https://doi.org/10.1002/aenm.202170153

[2] Menezes, P. W. Yao, S.; Beltrán‐Suito, R.; Hausmann, J. N.; Menezes, P. V.; Driess, M. Facile Access to an Active γ-NiOOH Electrocatalyst for Durable Water Oxidation Derived From an Intermetallic Nickel Germanide Precursor. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4640-4647 https://doi.org/10.1002/anie.202014331

[3] Walter, C.; Menezes, P. W.; Driess, M. Perspective on intermetallics towards efficient electrocatalytic water-splitting. Chem. Sci. 2021, 12, 8603-8631 https://doi.org/10.1039/D1SC01901E

[4] Panda, C.; Menezes, P. W.; Driess, M. Nano-Sized Inorganic Energy-Materials by the Low-Temperature Molecular Precursor Approach. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 11130-11139 https://doi.org/10.1002/anie.201803673