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Polyoxopalladate Forscher verbinden Edelmetalle mit Sauerstoff

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Im Jahr 2008 entdeckte der Chemie-Professor Ulrich Kortz an der Jacobs University eine neue Verbindungsklasse, die Polyoxopalladate. Jetzt hat der Wissenschaftler mit seinem Team eine weitere Unterklasse dieser funktionalen Materialien entwickelt. Sie kombiniert erstmals zwei Edelmetalle, Palladium und Silber in einer molekularen Metall-Sauerstoff-Verbindung – mit großem Nutzen für Wissenschaft und Industrie.

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„Wenn es etwas gibt, worauf ich richtig stolz bin, dann diese Verbindungsklasse. Wir haben etwas Bleibendes geschaffen, ein neues Forschungsgebiet – das gelingt ganz selten“, sagt Ulrich Kortz, Chemie-Professor an der Jacoby University.
„Wenn es etwas gibt, worauf ich richtig stolz bin, dann diese Verbindungsklasse. Wir haben etwas Bleibendes geschaffen, ein neues Forschungsgebiet – das gelingt ganz selten“, sagt Ulrich Kortz, Chemie-Professor an der Jacoby University.
(Bild: Kortz/Jacobs University)

Bremen – „Curiosity driven research“ – Neugier getriebene Forschung – nennt Kortz seine Vorgehensweise: „Wir versuchen, neue Verbindungen herzustellen. Mögliche Anwendungen spielen erst einmal keine große Rolle, sie ergeben sich automatisch.“ Die Neugier trieb ihn dazu mit Edelmetallen wie Palladium und Platin zu experimentieren. 2007 entdeckte seine Forschungsgruppe die Polyoxopalladate. Das sind stabile und molekulare Edelmetall-Oxo Cluster – Oxo steht für Sauerstoff. Diese Verbindungen werden hergestellt aus simplen Ausgangsmaterialien in einer wässrigen Lösung und haben ein enormes Potential als Katalysatoren in industriellen Anwendungen.

Die Polyoxopalladate sind effiziente Katalysatoren, zum Beispiel bei der Oxidation oder Reduktion von organischen Verbindungen. Die Ausbeute oder auch die Selektivität erhöhen sich bei einem geringeren Energieaufwand – gerade für energieintensive Industrien bedeutet das eine enorme Kostenersparnis. Aktuell forscht Kortz im Rahmen eines dreijährigen Industrieprojekts mit einer der größten Chemiefirmen der Welt auf diesem Gebiet. In nur zwei Jahren wurden bereits vier Patente entwickelt. Inzwischen hat sich die ursprüngliche Entdeckung zu einer ganzen Familie der Polyoxopalladate ausgeweitet. Rund 60 Derivate haben Kortz und sein Team an der Jacobs University systematisch entwickelt, fast alle wurden patentiert.

Vorstufen für Metall-Nanopartikel

Sie ist insofern besonders, als dass die Wissenschaftler erst einmal die beiden Edelmetalle Silber und Palladium in Form eines molekularen Metall-Oxo Clusters miteinander verbinden. Das sei ein weiteres Highlight, meint Kortz, denn diese Verbindungen bestehen aus einem Palladium-Oxo Kern, der von Silber-Atomen verkappt wird. Diese Verbindungen sind ideale Vorstufen für wohldefinierte Metall-Nanopartikel, die relevant sind für industrielle katalysatorische Anwendungen.

An dem nächsten Projekt, das die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) für drei Jahre finanziert, arbeitet das Team um Professor Kortz bereits. Es geht um so genannte „MOFs“, metall-organische Gerüstverbindungen, deren Hohlräume als Gasspeicher und zur Katalyse genutzt werden können. Materialforscher Kortz will die zwei Klassen von MOFs mit den Polyoxopalladaten verschmelzen, um neuartige, heterogene Katalysatoren zu bauen.

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