Ein internationales Forschungsteam um Prof. Dr. Johannes Teichert von der TU Chemnitz und Prof. Dr. Fabian Dielmann von der Universität Innsbruck hat einen neuen bifunktionellen Kupferkatalysator vorgestellt. Die Ergebnisse dieser bahnbrechenden Studie wurden im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht. Der innovative Katalysator, der aus zwei Untereinheiten besteht, zeigt das Potential, die Hydrierung von Verbindungen erheblich zu erleichtern.
Besonders bemerkenswert ist, dass der Katalysator molekularen Wasserstoff (H2) aktiviert und überträgt. Diese Reaktion kann nun bei einem niedrigen H2-Druck von nur 1 bar durchgeführt werden, was die Anwendung im Labor erheblich vereinfacht. Dank seiner hohen Reaktivität ermöglicht der Katalysator die Umsetzung unreaktiver funktioneller Gruppen, wie etwa Enamide, die zentrale Bausteine vieler biologisch aktiver Stoffe sind.
Neue Möglichkeiten in der organischen Chemie
Der Katalysator eröffnet vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten zur Hydrierung direkt an unreaktiven funktionellen Gruppen. Die Forschung deutet darauf hin, dass diese Technologie auch für die Weiterveränderung von Wirkstoffmolekülen genutzt werden kann. Darüber hinaus könnte diese Strategie zur Isotopenmarkierung mit Deuterium Anwendung finden. Die Ergebnisse basieren auf einer länderübergreifenden Zusammenarbeit und zeigen, dass der hybride Katalysator eine unerwartet hohe Aktivität aufweist.
Diese Entwicklungen könnten die Grundlage für zukünftige Forschungsprojekte bilden, insbesondere für Markierungsexperimente. Schon jetzt ist die Publikation von Mahadeb Gorai und Kollegen ein wichtiger Beitrag zur chemischen Forschung. Die Informationen sind verfügbar unter TU Chemnitz.
Forschung zur elektrochemischen CO2-Reduktion
Parallel zu diesen Entwicklungen widmet sich ein weiteres Forscherteam der Abteilung Grenzflächenwissenschaften der Max-Planck-Gesellschaft der strukturellen Veränderung von Kupferkatalysatorteilchen während der elektrochemischen CO2-Reduktion. Diese Forschung ist entscheidend für die Umwandlung von CO2 in nützliche Chemikalien und spielt eine wichtige Rolle bei der Speicherung erneuerbarer Energie sowie der Minderung von CO2-Emissionen.
Die elektrochemische CO2-Reduktion erfordert selektive und stabile Katalysatoren, um zu wirtschaftlich rentablen Ergebnissen zu gelangen. Die Forscher dokumentieren die strukturellen Veränderungen in Kupferkatalysatoren mittels In-situ-Transmissionselektronenmikroskopie und stehen vor der Herausforderung, die Beziehung zwischen Mikroskopdaten und der Katalysatorleistung im Laboreaktor herzustellen.
Ein zentraler Fokus dieser Studie, die unter der Leitung von Prof. Beatriz Roldán Cuenya durchgeführt wurde, ist die Optimierung der Vorkatalysatorstrukturen. Dr. Philipp Grosse und Dr. Aram Yoon sind die Hauptautoren, deren Erkenntnisse das Verständnis der Katalysatorumstrukturierung unter Reaktionsbedingungen erweitern könnten. Zukünftige Forschungen werden auch einen Blick auf Struktur-Eigenschafts-Korrelationen von Elektrokatalysatoren in Reaktionen wie der Wasserspaltung und der Nitratreduktion werfen. Diese Informationen stammen von der Max-Planck-Gesellschaft, die sich intensiv mit der Entwicklung neuer Katalysatoren beschäftigt, um die Effizienz der CO2-Reduktion zu steigern.
