NSERC-DFG-SUSTAIN: Grundlegende Untersuchungen zu gekoppelten Transport- und Reaktionsphänomenen in nanoporösen Materialien für nachhaltige Technologien

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Michael H. Eikerling; Professorin Dr. Kristina Tschulik
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 534324384

Die angestrebte internationale Kooperation wird ein grundlegendes Verständnis der Verknüpfung zwischen selektiven Transport- und Reaktionsphänomenen in nanoporösen Materialien für nachhaltige Energietechnologien entwickeln. Im Rahmen des Projekts wird ein innovatives elektrochemisches Modell entworfen um eine einzigartige Steuerung der geometrischen Spezifikationen nanoporöser Materialien und der lokalen Reaktionsumgebung (LRU) für Transport und Reaktionen im nanoskaligen Bereich zu ermöglichen. Dabei werden Theorie, Simulation und Experiment eng miteinander verknüpft. Das vorgeschlagene System besteht aus anodisiertem Aluminiumoxid (AAO) mit hochgradig geordneten zylindrischen Nanokanälen. Die mit Elektrolyt gefüllten Nanokanäle werden von Elektrodenschichten auf beiden Seiten der AAO-Membran kontaktiert, wobei eine davon (WE 1) als Substratelektrode und die andere (WE 2) als Gate-Elektrode fungieren wird. Wir werden dieses Modellsystem speziell für zwei experimentelle Modi einsetzen: (1) Pump-Probe, bei der eine zeitabhängige Perturbation der LRU an WE 1 erzeugt wird und sich entlang des Nanokanals ausbreitet, um an WE 2 untersucht zu werden; (2) Gate-Read-out, bei dem die Ionenübertragung durch WE 2 in den Nanokanal selektiv durch das Gate-Elektrodenpotenzial gesteuert wird und die Aktivität und Selektivität über WE 1 ausgelesen und bewertet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada
• Partnerorganisation: Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Peter Berg, Ph.D.; Professorin Tian Tang, Ph.D.