📅 Freitag, 13. Oktober 2023, 13 Uhr
📌 WSI, Seminarraum S 101
Prof. Song Jin
Francis J. DiSalvo, Professor of Physical Science
Fachbereich Chemie, Universität von Wisconsin-Madison, Madison, USA
zum Thema
„Effiziente und selektive elektrokatalytische Umwandlung von Chemikalien und Brennstoffen“
Abstract:
Aufgrund der intermittierenden Natur erneuerbarer Energiequellen erfordert die praktische großflächige Nutzung erneuerbarer Energien sowohl eine effiziente Energieumwandlung als auch eine großflächige Energiespeicherung. Hochaktive und selektive Elektrokatalysatoren sind erforderlich, um eine effiziente und nachhaltige Produktion von Brennstoffen (wie Wasserstoff) und wertvollen Chemikalien durch elektrokatalytische Prozesse zu ermöglichen. Wir kontrollieren die Phase, Defekte, Dotierung und elektronische Strukturen von (erdeinheimischen) Elektrokatalysatoren für eine effiziente Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER) und Sauerstoffentwicklung (OER) zur Wasserspaltung. Unsere jüngsten Bemühungen umfassen die Verbesserung der katalytischen Aktivität und Stabilität der Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) von Metalloxiden in Säuren durch die Kontrolle von Co₃O₄/CeO₂-Nanostrukturen und strukturellen Defekten aufgrund von Torsionsspannungen mesoporöser Iridiumoxid-Nanopartikel sowie die Bereitstellung neuer mechanistischer Einblicke durch kombinierte elektrochemische und in situ strukturelle Charakterisierungen. Wir haben Berechnungen und Experimente kombiniert, um Metallverbindungen als selektive Katalysatoren für die Zwei-Elektron-Sauerstoffreduktionsreaktion (2e- ORR) zur Herstellung von Wasserstoffperoxid (H₂O₂) und den anschließenden Elektro-Fenton-Prozess zur Aufwertung von Biomolekülen zu entwickeln. Darüber hinaus haben wir kürzlich modulare elektrochemische Synthese (ModES) unter Verwendung von Redox-Reservoirs entwickelt, die feste Energiespeichermaterialien sind, die Elektronen und gewünschte Ionen speichern/freisetzen können, um die Energieeffizienz zu verbessern und Abfall zu reduzieren, indem mehrere unabhängige elektrochemische Teilreaktionen gekoppelt werden.