Das Hauptziel dieses Promotionsprojekts ist es, im Sinne eines aktiven Umweltschutzes neue Konzepte f\u00c3\u00bcr die nachhaltige und effiziente Nutzung der Sonnenenergie zu entwickeln. Zu diesem Zweck soll die reversible [4+4]-Photodimerisierung von Anthracen als funktionelles System f\u00c3\u00bcr die Umwandlung und Speicherung von Sonnenlicht als chemische Energie erforscht und etabliert werden, da dieser Ansatz zur Nutzung von Sonnenenergie bisher weitgehend vernachl\u00c3\u00a4ssigt wurde. Um eine kontrollierte, effiziente und nachhaltige Freisetzung der gespeicherten Energie in Form von W\u00c3\u00a4rme zu erreichen, soll die R\u00c3\u00bcckreaktion vorzugsweise in einem w\u00c3\u00a4ssrigen Medium anstelle von organischen L\u00c3\u00b6sungsmitteln untersucht werden. Die Effizienz der Photodimerisierungsreaktion soll durch die Verkn\u00c3\u00bcpfung von zwei Anthraceneinheiten in einem Molek\u00c3\u00bcl \u00c3\u00bcber aliphatische Ketten optimiert, wodurch die bimolekulare Reaktion in eine effizientere und leichter zu kontrollierende monomolekulare Reaktion umgewandelt wird. Mit Blick auf zuk\u00c3\u00bcnftige Anwendungen werden Anthracenderivate so funktionalisiert, dass sie sich auf Oberfl\u00c3\u00a4chen anbringen lassen und so eine mobile und wiederverwendbare Einheit zur Energieumwandlung und Energiespeicherung bilden. Zun\u00c3\u00a4chst werden neuartige, gezielt funktionalisierte Anthracenderivate mit haupts\u00c3\u00a4chlich sterisch anspruchsvollen Arylsubstituenten \u00c3\u00bcber den Syntheseweg synthetisiert, den ich in meiner Masterarbeit etabliert habe. Auf diese Weise lassen sich ma\u00c3\u0178geschneiderte Anthracene mit den f\u00c3\u00bcr die gew\u00c3\u00bcnschte Anwendung erforderlichen Funktionalit\u00c3\u00a4ten herstellen. Wie bereits in meiner Masterarbeit gezeigt, beeinflussen Anthracensubstituenten die Reaktionsgeschwindigkeit und dieRegioselektivit\u00c3\u00a4t der Photodimerisierung erheblich. Daher soll die systematische Untersuchung einer Reihe von Derivaten einen besseren Einblick in die Parameter geben, die die Effizienz der Photodimerisierung und Cycloreversion bestimmen, und schlie\u00c3\u0178lich die Identifizierung der am besten geeigneten Anthracenderivate f\u00c3\u00bcr die Energieumwandlung und Energiespeicherung erm\u00c3\u00b6glichen. Bestrahlungsexperimente sollen au\u00c3\u0178erdem durch In-situ-Kernresonanzspektroskopie in Echtzeit verfolgt werden, d.h. einer bislang f\u00c3\u00bcr diese Zwecke nur in der Arbeitsgruppe von Prof. Ihmels angewendeten Methode, die die Verfolgung der Photoreaktion und der dabei gebildeten Produkte in Echtzeit erlaubt.Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung der Anthracenphotodimerisierung und Cycloreversion in w\u00c3\u00a4ssrigem Medium, um die Effizienz der Reaktionen zu erh\u00c3\u00b6hen und die Abh\u00c3\u00a4ngigkeit von \u00c3\u00b6kologisch und \u00c3\u00b6konomisch ung\u00c3\u00bcnstigen organischen L\u00c3\u00b6sungsmitteln zu vermeiden. Insbesondere die Cycloreversionsreaktion, bei der die gespeicherte Energie freigesetzt wird, ist bislang in diesem Bereich nicht systematisch und ausreichend untersucht worden. Ein wesentlicher Nachteil der Photocycloaddition von Anthracenen im Vergleich zu anderen photochromen Reaktionen ist ihre bimolekulare Natur, die h\u00c3\u00b6here Konzentrationen und eine optimale Anordnung der beiden reagierenden Einheiten erfordert. Um dieses Problem zu umgehen, wird der etablierte Ansatz angewendet, die Reaktion in einen monomolekularen Prozess umzuwandeln, indem eine Verbindung zwischen zwei Anthraceneinheiten eingef\u00c3\u00bchrt wird. Dazu wird eine systematische Serie mit verschiedenen Verbindungsl\u00c3\u00a4ngen und Funktionalit\u00c3\u00a4ten synthetisiert, um die optimale Verbindung f\u00c3\u00bcr die Anthracene zu identifizieren. In der Anwendung soll das System als mobile Quelle f\u00c3\u00bcr Energieumwandlung und Energiespeicherung genutzt werden. Daf\u00c3\u00bcr sollen verschiedene Methoden zur Anbringung von Anthraceneinheiten auf einer Glasoberfl\u00c3\u00a4che angewendet werden, und anschlie\u00c3\u0178end soll das Potenzial dieses Materials zur Speicherung und Freisetzung von Energie durch die Photocycloaddition und Cycloreversion des auf der Oberfl\u00c3\u00a4che immobilisierten Anthracens untersucht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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