Bio-inspirierte Synthese hierarchischer Komposite mit supramolekularanalogen Templaten, Bildungsmechanismus von Mesokristallen und deren elektrokatalytische Anwendung

• Antragsteller: Professor Dr. Helmut Cölfen (†)
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 322995402

Dieses Projekt zielt darauf ab, eine umweltverträgliche Prozedur zu entwickeln, um neue hierarchische Kompositnanomaterialien auf großer Skala für Anwendungen in der Elektrokatalyse zu synthetisieren, indem Tellur- und Calciumsilikat Nanodrähte als supramolekularanaloge Template verwendet werden. Die Flexibilität, Oberflächenladungsverteilung und das Selbstassemblierungsverhalten der ultradünnen Nanodrähte sind einer Polymerkette ähnlicher, als einem Festkörper. Wir schlagen vor, die ultradünnen Nanodrähte als supramolekularanaloges Templat für die bioinspirierte Synthese von Elektrokatalysatoren (Fe, Ni und Co-Oxide und Co und Mo-Sulfide) einzusetzen, indem Bionik und Nanowissenschaft kombiniert werden. Die detaillierten Studien der Nukleations- und Wachstumsprinzipien sowie der Selbstassemblierung der Kristallkeime auf der Oberfläche der ultradünnen Nanodrähte werden durchgeführt, um den Kristallisationsmechanismus zu verstehen, und um die Synthese und Kontrolle der Synthese der neuen hierarchischen Nanomaterialien maßzuschneidern. Basierend auf diesen hergestellten hierarschischen Komposit Elektrokatalysatoren werden wir den Einfluss der Zusammensetzung und Struktur auf die elektrochemische Aktivität und Stabilität untersuchen und versuchen, die strukturellen Parameter mit der elektrokatalytischen Performance zu korrelieren. Der vorgeschlagene Ansatz über die Verwendung ultradünner Nanodrähte als supramolekularanaloges Templat wird neue Perspektiven für traditionelle elektrochemischen Nanomaterialien sowie bio-inspirierte Synthesen aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Shu Hong Yu