Die Anwendung der Operando-ATR-IR-Spektroskopie zur Aufklärung der Mechanismen von alternativen Anodenreaktionen

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Muhler
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413163866

Bei elektrochemischen Reaktionen handelt es sich um hochkomplexe Vorgänge, die umfangreiche Anstrengungen erfordern, um die an den Elektroden ablaufenden Reaktionsmechanismen genau zu verstehen. Dies gilt insbesondere für Multi-Elektronentransfer-Reaktionen wie Alkohol- oder Ammoniak-Oxidationsreaktionen und die oxidative Carbonylierungsreaktion von Alkoholen. Aus diesem Grund wurde eine Operando- ATR-Infrarot-Spektroskopiezelle mit einer Bohrloch-Elektrode und zusätzlichen nachgeschalteten Analysetechniken wie HPLC und GC-MS zur Überwachung der Reaktanten im Elektrolyten etabliert. Um mehr Informationen über Adsorbate auf der Elektrodenoberfläche unter Reaktionsbedingungen zu erhalten, muss die Elektrode nahe an die evaneszente Welle am internen Reflexionselement (IRE) des ATR-IR-Aufbaus herangeführt werden. Es ist geplant, die Elektrokatalysatoren in Mikroelektroden mit Aussparungen an der Spitze abzuscheiden, die mittels eines x-y-z-Systems und eines Kraftsensors am IRE positioniert werden. Um den Anwendungsbereich der spektroelektrochemischen Zelle weiter zu erweitern, soll Glaskohlenstoff als Elektrodenmaterial durch Tantal ersetzt werden, das mit Bor-dotiertem Diamant beschichtet ist, um die Bildung von Peroxiden zu untersuchen, die als Oxidationsmittel bei organischen Umwandlungen eingesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2982: UNODE - Ungewöhnliche Anodenreaktionen