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05. September 2017

Wissenschaftler der FAU entwickeln gemeinsam im Exzellenzcluster Engineering of Advanced Materials (EAM) ein fundamental neues Materialkonzept für die Katalyse

Schematische Darstellung der katalytischen Oberfläche eines flüssigen Galliumtropfens versetzt mit geringen Mengen Palladium unter den Bedingungen der katalytischen n-Butan-Dehydrierung. (Bild: FAU/Mathias Grabau, Florian Maier)

Katalysatoren lösen chemische Reaktionen aus, beschleunigen sie oder erhöhen drastisch die Ausbeute an gewünschtem Produkt. Neue und bessere Katalysatoren gelten daher als Schlüssel für nachhaltigere und effizientere Produktionsverfahren in der Chemischen Industrie. Fünf Professoren der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist es nun in einem gemeinsamen Forschungsprojekt gelungen, mit einem neuen Materialkonzept bekannte Nachteile technisch genutzter Katalysatoren zu umgehen und deutlich leistungsfähigere Katalysatoren zu entwickeln. Ihre Erkenntnisse haben die Forscher in der renommierten Fachzeitschrift Nature Chemistry (DOI: 10.1038/NCHEM.2822) veröffentlicht.

Die erzielten Ergebnisse stellen bereits mit den ersten getesteten Materialkombinationen langjährig entwickelte technische Katalysatoren in den Schatten. „Besonders interessant ist“, so der Reaktionstechniker und EAM Co-Koordinator Peter Wasserscheid, „dass die geträgerten Metalltropfen praktisch keine Deaktivierung durch Kohlenstoffablagerung zeigen. Solche Ablagerungen stellen den wichtigsten Grund für die Katalysatordeaktivierung in der petrochemischen Industrie bei katalytischer Umsetzung unter hohen Temperaturen dar.“

Die spezielle strukturelle Natur der neuen Materialklasse wurde im Zusammenspiel der mikroskopischen Untersuchungen der Gruppe von EAM Koordinator Wolfgang Peukert, der spektroskopischen Untersuchungen der Gruppe von den EAM Mitgliedern Hans-Peter Steinrück und Christian Papp, der röntgenographischen Untersuchungen der Gruppe von Rainer Hock und der Berechnungen der Gruppe von EAM Mitglied Andreas Görling nachgewiesen.

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