Katalytische Depolymerisation von Polyethylen und Polypropylen zu den Monomeren Ethylen und Propylen<\/p>\n
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es bimetallische Komplexe herzustellen, die auf dem Mabiq-Liganden basieren und zur Elektrokatalyse sowie Photokatalyse der Wasserstoffentwicklungsreaktion verwendet werden k\u00c3\u00b6nnen. Der entstandene Wasserstoff wird als Speichermedium der dabei gewonnenen Sonnenenergie dienen. Solarenergie gilt als gro\u00c3\u0178er Hoffnungstr\u00c3\u00a4ger in der Suche nach erneuerbaren Energiequellen, da sie bei Weitem ausreichen w\u00c3\u00bcrde, die gesamte Erde mit ausreichend Energie zu versorgen. Durch die Produktion von Wasserstoff durch Photokatalyse wird klimaneutrale Energie gewonnen und damit der Ressourcenknappheit entgegengewirkt. Wasserstoff bietet sich besonders durch seine hohe gravimetrische Energiedichte als Speichermedium an. Die simultane Aufnahme energiereicher Photonen und der Herstellung von Wasserstoff l\u00c3\u00b6st dabei das Problem der tempor\u00c3\u00a4ren Energiespeicherung, welches sich h\u00c3\u00a4ufig bei alternativen Energiequellen stellt.
Der porphyrin\u00c3\u00a4hnliche Mabiq-Ligand weist zwei Koordinationsstellen auf, welche im ersten Stadium des Forschungsvorhabens mit zwei unterschiedlichen Metallen besetzt werden sollen. Um besonders die zweite, weniger stark bindende, Koordinationsstelle zu optimieren sollen Ver\u00c3\u00a4nderungen am Liganden vorgenommen werden. So k\u00c3\u00b6nnen zum Beispiel weitere Donorgruppen hinzugef\u00c3\u00bcgt werden um f\u00c3\u00bcr mehr Stabilit\u00c3\u00a4t zu sorgen. Es k\u00c3\u00b6nnen auch die dort situierten Phenylringe entfernt werden um gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178eren \u00c3\u0153bergangsmetallen ausreichend Platz zu bieten. Ist der Mabiq-Ligand optimiert wird die zweite Koordinationsstelle mit zur Photokatalyse f\u00c3\u00a4higen \u00c3\u0153bergansmetallen, also Iridium und Ruthenium, besetzt werden. Die erste Koordinationsstelle wird mit Kobalt oder Eisen gef\u00c3\u00bcllt um an dieser Stelle die Wasserspaltung zu katalysieren. Im weiteren Verlauf des Projekts sollen die F\u00c3\u00a4higkeiten der synthetisierten Komplexe erforscht werden. So sollen die Komplexe zun\u00c3\u00a4chst auf die reine Elektrokatalyse getestet werden um sie dann bei vielversprechenden Resultaten auf ihre photokatalytischen F\u00c3\u00a4higkeiten zu untersuchen. Die elektrochemischen Messungen werden mithilfe der Cyclovoltammetrie durchgef\u00c3\u00bchrt, die synthetisierten Komplexe werden jedoch auch n\u00c3\u00a4her untersucht werden um den Mechanismus der Photokatalyse dieser Komplexe im Detail zu verstehen. Die Messungen von Elektronenspinresonanz und die magnetische Suszeptibilit\u00c3\u00a4t dienen zur Untersuchung von Interaktionen der unterschiedlichen Metalle, sowie der Metalle mit dem Liganden, respektive. Absorptionsspektren dienen zur Bestimmung des Absorptionskoeffizienten und auch der absorbierten Wellenl\u00c3\u00a4ngen. Diese Analysen werden nicht nur die Entwicklung der Mabiq-Komplexe voranbringen sondern auch als Grundlage der Erforschung vieler anderer Katalysatoren dienen.<\/p>\n
Das hier vorgeschlagene Projekt umfasst damit eine gro\u00c3\u0178e Bandbreite der chemischen Fachrichtungen. Es reicht von der anorganischen Koordinationschemie der \u00c3\u0153bergangsmetalle, \u00c3\u00bcber die organische Synthese des Liganden, bis hin zur physikalisch-chemischen Charakterisierung der Komplexe. Durch die gelungene Kombination all dieser Bereiche soll ein Schritt in Richtung erneuerbarer sowie klimafreundlicher Energien und einer sauberen Umwelt gemacht werden, in welcher \u00e2\u20ac\u017eAbgas\u00e2\u20ac\u0153 nur mehr Wasserdampf ist.<\/p>\n
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