Darstellung organischer Photosensibilisatoren und Anwendung in der photoaktivierten Wasseroxidation

• Antragstellerin: Dr. Laura Dura
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328552131

Die künstliche Photosynthese wird nicht grundlos als Traumreaktion der heutigen Chemiker bezeichnet. Sie umfasst die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff und eine effiziente Umsetzung könnte unsere Energieprobleme lösen. Denn so wäre eine langfristige Speicherung von Sonnenenergie in Form energiereicher Verbindungen (Treibstoffe) möglich. Dafür bedarf die Umwandlung von Wasser zu Sauerstoff (Wasseroxidation) als anspruchsvollere Teilreaktion der künstlichen Photosynthese jedoch noch weiterer Erforschung.Farbstoffe haben einen wichtigen Anteil an den Reaktionen der künstlichen Photosynthese durch ihre Fähigkeit Licht aufzunehmen und als Energie für Folgeprozesse zur Verfügung zu stellen. Deshalb stelle ich hiermit ein Projekt vor mit dem Ziel organische Farbstoffe an die Reaktionsbedingungen der Oxidation von Wasser anzupassen. Es handelt sich hierbei um ein noch wenig systematisch erforschtes Teilgebiet der künstlichen Photosynthese. Das Ziel meines Projektes ist deshalb nicht nur der meines Wissens erste Versuch organische Farbstoffe in der Umsetzung von Wasser zu Sauerstoff mit sichtbarem Licht als Energiequelle zu verwenden, sondern umfasst auch die systematische Variation ihrer photophysikalischen Eigenschaften um günstige Attribute für die gewünschte Reaktion zu ermitteln.Dazu sollen innerhalb von 24 Monaten sechs geeignete Farbstoffe hergestellt und in Systemen zur Wasseroxidation eingesetzt werden. Die dazu notwendigen Systeme umfassen eine molekulare Verbindung des Rutheniums oder Kupfers, deren Aktivität in der Wasseroxidation bereits nachgewiesen wurde, Wasser als Ausgangsstoff und Lösungmittel, sowie einen der erwähnten Farbstoffe. Diese sollen auf ihre Fähigkeit unter Bestrahlung mit sichtbarem Licht Sauerstoff zu entwickln geprüft werden. Weitere Studien sollen die Ermittelung charakteristischer Parameter zur Beschreibung von Effizienz und Stabilität der Systeme umfassen, die zum Vergleich mit aktuellen Ergebnissen auf dem Gebiet verwendet werden sollen. Außerdem soll der ablaufende Prozess in seinen Teilschritten und Geschwindigkeiten erforscht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Spanien
• Gastgeber: Professor Dr. Antoni Llobet