Reaktionsmechanismen

Prof. Evgenii Kondratenko

Mission

Angeregt durch die Herausforderungen einer nachhaltigen Entwicklung konzentrieren sich unsere Forschungsaktivitäten auf die Entwicklung heterogener Katalysatoren und Reaktorbetriebskonzepte für effiziente Prozesse auf Basis aktueller und alternativer Rohstoffe. Der Schwerpunkt liegt auf dem Verständnis von

  1. Struktur aktiver Zentren/Phasen/Spezies
  2. Grundlagen für deren gezielte Erzeugung
  3. Reaktionsmechanismen auf möglichst elementarer Ebene
  4. Struktur-Wirkungs-Selektivitätsbeziehungen

Wissenschaftliche Herangehensweise

Wir synthetisieren Volumen- oder Trägerkatalysatoren, wobei wir uns besonders auf die Herstellung bestimmter kristalliner Strukturen (einschließlich Defekte) oder von geträgerten Metall- oder Metalloxidspezies mit einer definierter Speziation (von einzelnen Atomen bis zu Nanoclustern) konzentrieren. Die entwickelten Katalysatoren werden unter industriell relevanten Bedingungen getestet. Fortgeschrittene mechanistische und ortsaufgelöste stationäre kinetische Untersuchungen, kinetische Untersuchungen mit isotopmarkierten Molekülen (SSITKA), zeitaufgelöste Analysen von Produkten (TAP) sowie operando zeit- und ortsaufgelöste spektroskopische Studien werden auch angewendet, um die Struktur-Performance-Beziehungen abzuleiten.

Anwendungsfelder

Wir untersuchen sowohl etablierte großtechnische Prozesse als auch anspruchsvolle Reaktionen unter Verwendung alternativer Rohstoffe. Dazu gehören:

  1. nicht-oxidative Dehydrierung von Propan oder Isobutan zu Propylen oder Isobutylen
  2. Metathese von Ethylen und 2-Butene
  3. Ammoniakoxidation zu Stickoxid (Ostwald-Verfahren)
  4. Oxidative Kopplung von Ammoniak und Methan zu Cyanwasserstoff (Andrussow-Prozess)
  5. Oxidative Kopplung von zu Ethylen und Ethan (OCM)
  6. Selektive Oxidation von Ethan, Propan oder Isobutan
  7. Hydrierung von Kohlenstoffdioxid zu höheren Kohlenwasserstoffen
  8. Hydrierung von Kohlenstoffdioxid zu Methanol