Bremen, Mai 2016
„Ligandenverknüpfte Platin-Nanopartikel: Ein neues potentialreiches Material für die katalytische Gassensorik“
DFG bewilligt gemeinsames Forschungsprojekt von Prof. Walter Lang (IMSAS) und Prof. Marcus Bäumer (IAPC)
Im Rahmen des abgeschlossenen Projektes „KatSense“ haben das Institut für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme (IMSAS) und das Institut für Angewandte und Physikalische Chemie (IAPC) ein neuartiges Konzept für katalytische Mikrogassensoren entwickelt, das auf ligandenstabilisierten Platin-Nanopartikeln basiert. Gezeigt wurde, dass die neuen katalytischen Materialien ein hohes Potential aufweisen und Verbesserungen im Ansprechverhalten des Sensors sowie in der Sensorstabilität möglich sind. Die Empfindlichkeit der auf dem Konzept basierenden Sensoren ist zudem, trotz geringer Mengen Materials, sehr hoch. Die Materialien bestehen aus katalytisch aktiven Platin Nanopartikeln, die durch bifunktionale organische Liganden ein poröses Netzwerk bilden. Als Substratchip wird ein Membransensor mit hoher thermischer Entkopplung verwendet, auf dem sich Thermosäulen mit hohem Seebeck-Koeffizienten befinden. Die Funktionsweise des Gassensors basiert auf der Detektion von Reaktionswärme am Katalysator. Trotz der Erfolge sind die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Nanopartikel noch überwiegend ungeklärt. Daher ist das volle Potential ligandenverknüpfter, katalytischer Nanopartikel noch weitgehend unbekannt.
Im bewilligten Forschungsvorhaben wird deshalb in den nächsten drei Jahren fundamentales Wissen über ligandenverknüpfte Nanopartikelnetzwerke und deren Applikation in der katalytischen Gassensorik erarbeitet. Aufbauend auf dem Vorprojekt wird die Selektivität und Stabilität katalytischer Wasserstoffsensorik systematisch untersucht. Zum Erreichen dieses Ziels werden neue Materialien entwickelt und ein Reaktor gebaut, der insitu spektroskopische Untersuchungen ermöglicht. Grundlegende Mechanismen des neuen katalytischen Materials sollen erforscht werden, um gezielt die Eigenschaften zu verbessern.
Für das Projekt ist am IMSAS eine Stelle für einen wissenschaftlichen Mitarbeiter ausgeschrieben.