Projekte
Herstellung und Charakterisierung von Atomaren Metallen in Polyanilin
Projektbeschreibung
In diesem Projekt sollen Liganden-freie Edelmetallcluster mit einer definierten Anzahl von Atomen im Bereich von 1-7 hergestellt werden. Dies soll durch eine kontrollierte elektrochemische Atom-für-Atom Abscheidung erreicht werden. Als Matrixmaterial dient hierzu das konjugierte Polymer Polyanilin. Solche Strukturen zeigten bereits interessante katalytische Eigenschaften. Im speziellen Fall von Au wurde ein charakteristisches Paritätsverhalten bezüglich der Atomanzahl für die katalytische Alkoholoxidation festgestellt. Diese folgt dem theoretisch vorhergesagten Trend der elektronischen Struktur. Das Hauptaugenmerk des Projektes liegt auf der Herstellung von atomaren Au-, Pd- und gemischten Au-Pd-Clustern (atomare Legierungen). Die Herstellung erfolgt in elektrochemisch abgeschiedenem Polyanilin auf Glaskohlenstoffsubstraten. Die Proben werden umfassend mittels physikalischer und chemischer Methoden charakterisiert wie zum Beispiel elektrochemische Impedanzspektroskopie, zyklische Voltammetrie, FTIR, XPS, RBS und Elektronmikroskopie. Danach werden in Kooperation moderne Methoden der Materialanalyse genutzt um die atomaren Cluster abzubilden. Dies beinhaltet zum einen hochaufgelöste, analytische Transmissionelektronenmikroskopie und dreidimensionale
Atomsondentomographie. Weiterhin sollen
Röntgenabsorptionsmessungen durchgeführt werden um die
chemische Umgebung der Edelmetalle als Funktion der Atomzahl zu analysieren. Zudem sollen FTIR-Messungen im fernen Infrarotbereich dazu genutzt werden, um den Clustergrößen und- form spezifischen Fingerabdruck zu messen. Letztendlich sollen auch die katalytischen Eigenschaften dieser atomaren Clusterelektroden hinsichtliche ihrer Eignung für die Sauerstoffreduktion, bzw. Methanol- und Ethanoloxidation in Brennstoffzellen untersucht werden. Die Nutzung atomarer Metalcluster könnten zu einer signifikanten Verringerung der
benötigten Edelmetallbeladung pro Fläche führen.
Laufzeit
01.06.2018 bis 30.05.2021
Projektleitung
Gutsch S
Ansprechpartner/in
Gutsch S
Telefon:0761 203 7258
E-Mail:sebastian.gutsch@imtek.de
Schlagworte
Atom-für-Atom-Abscheidun, Atomare Edelmetallcluster in Polyanilin, Atomare Charakterisierung