Anorganische Chemie/Metallorganische Chemie

Molekulare Vorläufer

Phosphide, Chalcogenide, Silicide und Germanide unedler Metalle wie Eisen, Kobalt oder Nickel sind vielversprechende Elektrokatalysatoren mit bemerkenswerter Leistungsfähigkeit bei der Katalyse der HER oder OER Reaktionen. Das liegt an ihren besonderen elektronischen Strukturen aufgrund der redoxaktiven  M-E-Zentren mit variablen M/E-Verhältnissen. Die Synthese solcher Materialien erfordert jedoch üblicherweise Festkörper- oder Festkörper-Gas-Reaktionen bei hohen Drücken und hohen Temperaturen, was zu einer zufälligen Verteilung relativ großer Partikel mit geringer katalytischer Aktivität führt. Hier entwickeln wir alternative Reaktionswege für die Niedertemperatur-Synthese anorganischer Funktionsmaterialien unter Verwendung geeigneter molekularer Vorläufer. Dieser Ansatz erlaubt eine einfachere Kontrolle über einheitliche Partikelgrößenverteilungen und Stöchiometrie und führt so zu den gewünschten chemischen und physikalischen Eigenschaften. Die geeigneten molekularen Vorläufer sind dabei über gängige metallorganische Reaktionen zugänglich.

Schlüsselpublikationen

[1] Panda, C.; Menezes, P. W.; Yao, S.; Schmidt, J.; Walter, C.; Hausmann, J. N.; Driess, M. Boosting Electrocatalytic Hydrogen Evolution Activity with a NiPt3@NiS Heteronanostructure Evolved from a Molecular Nickel-Platinum Precursor. J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 13306–13310. https://doi.org/10.1021/jacs.9b06530.

[2] Yao, S.; Forstner, V.; Menezes, P. M.; Panda, C.; Mebs, S.; Zolnhofer, E. M.; Miehlich, M.; Szilvási, T.; Nanjundan, A. K.; Haumann, M.; Meyer, K.; Gruetzmacher, H.; Driess, M. From a Unique Fe2P3 Complex to FeP Nanoparticles Acting as Efficient Bifunctional Electrocatalysts for Water-Splitting. Chem. Sci.2018, 9, 8590–8597. https://doi.org/10.1039/C8SC03407A.

[3] 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.

[4] 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.

[5] Panda, C.; Menezes, P. W.; Walter, C.; Yao, S.; Miehlich, M. E.; Gutkin, V.; Meyer, K.; Driess, M. From a Molecular 2Fe-2Se Precursor to a Highly Efficient Iron Diselenide Electrocatalyst for Overall Water Splitting. Angew. Chem. Int. Ed.2017, 56, 10506–10510. https://doi.org/10.1002/anie.201706196.