Untersuchung von Oxidmaterialien für die Eignung als Heterogene Katalysatoren

Abstract

Neuartige Katalysatormaterialen sind eine der Schlüsseltechnologien im Kampf gegen den Klimawandel und die steigende Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre. Um eine gezielte Entwicklung eben dieser zu beschleunigen ist es notwendig, sich den fundamentalen Materialeigenschaften zu widmen, um Prozesse die während der Anwendung ablaufen zu verstehen. Eine hochinteressante Materialklasse, die in den letzten Jahren besonders in der CO2-Nutzbarmachung und der Entwicklung von Brennstoffzellen in den Mittelpunkt der Forschung rückt, sind Perowskit-Oxide. Diese Perowskite besitzen nicht nur die Fähigkeit besonders stabile und hochaktive Nanopartikel an ihrer Oberfläche zu bilden, sondern tauschen auch besonders gut ihren Gittersauerstoff mit Atmosphärensauerstoff aus. Dies ist besonders für Anwendungen in der Katalyse von entscheidender Bedeutung. Um diesen Prozess besser zu verstehen, wird in dieser Arbeit eine Serie an Perowskiten hergestellt wobei die Zusammensetzung systematisch variiert wird. Anschließend werden die hergestellten Proben zu Prüfkörpern verarbeitet, die spezielle Anforderungen an Dichte, Form und Oberflächenbeschaffenheit standhalten müssen. Mit Hilfe dieser Prüfkörper wird die Geschwindigkeit des Sauerstoffaustausches mit einem speziellen Prüfstand bestimmt. Anschließend werden alle Proben noch katalytischen Tests unterzogen um die tatsächliche Eignung zur CO2-Umwandlung zu bestimmen und somit die zuvor bestimmten Parameter mit der praktischen Nutzung in Korrelation zu setzten.