Description: Das Projekt "Operando Röntgenabsorptions-Spektroskopie (XANES und EXAFS) zur Verfolgung synchronisierter Reaktionsdynamiken in katalytischen Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Experimentalphysik, Arbeitsgruppe Dau Biophysik und Photosynthese durchgeführt. Neue Materialien der chemischen Energiekonversion, besonders zur Gewinnung regenerativer Treibstoffe, können die Bewältigung drängender Probleme des Klimawandels unterstützen. Moderne Röntgenspektroskopie-Methoden sind herausragend geeignet für die Charakterisierung von Struktur-Funktions-Beziehungen zur Entwicklung und Verbesserung Metall-basierter Katalysatoren für die Produktion erneuerbarer Treibstoffe. In diesem Vorhaben wird ein vielseitiger Messaufbau zur Untersuchung von Katalysatormaterialien mittels Röntgenabsorptions-Spektroskopie am Strahlrohr KMC-3 des BESSY Synchrotrons (Berlin) ausgebaut, mit dem katalytische Prozesse unter Betriebsbedingungen verfolgt werden können (operando-XAS). Im Vordergrund stehen technische Entwicklungen zur Erweiterung des Energiebereichs, zur schnellen XAS Datenerfassung mit Energieauflösung der Röntgenfluoreszenz und zu neuen experimentellen Verfahren zum photochemischen und optischen Auslösen von Reaktionsdynamiken im Röntgenstrahl. Von besonderem Interesse sind (amorphe) Katalysatormaterialien für die Wasserspaltung, Wasserstoff-Gewinnung und Kohlendioxyd-Konversion. Molekulare Strukturen und elektronische Parameter wie Redoxzustände werden auf atomaren Skalen bestimmt und während Katalyse-, Aktivierungs- und Korrosionsprozessen unmittelbar in der Zeit verfolgt. Besondere Schlagkraft des operando-XAS Experiments wird durch Kombination von zeit- und energie-auflösenden Methoden erreicht. Röntgenspektren werden in Sekunden und Transienten mit Submillisekunden-Zeitauflösung aufgenommen. So wird die sensitive Verfolgung der Reaktionen von Molekülen oder Katalysatorfilmen im Kontakt mit dem Lösungsmittel bei Raumtemperatur ermöglicht. Unsere Arbeiten werden einen einmaligen Messaufbau für die Forschung an energierelevanten Materialien mit Röntgenstrahlung schaffen, sowie wissenschaftliche Resultate zu ihrer Funktionsweise liefern, und so zum grundlegenden Verständnis der Reaktionsmechanismen für künftige Anwendungen beitragen.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Treibstoff ? Röntgenstrahlung ? Berlin ? Biophysik ? Erneuerbarer Energieträger ? Fluorimetrie ? Katalysator ? Lösungsmittel ? Röntgenspektroskopie ? Katalyse ? Kohlendioxid ? Photosynthese ? Spektralanalyse ? Metall ? Wasserstoffherstellung ? Energie ? Reaktionsmechanismus ? Datenerhebung ? Forschung ? Kenngröße ? Klimawandel ? Neuentwicklung ? Raumtemperatur ? Strukturverbesserung ? Verfahrensentwicklung ?
Region: Berlin
Bounding box: 10.44987° .. 10.44987° x 54.03573° .. 54.03573°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2019-07-01 - 2022-06-30
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