Nanostrukturierte Modell-Speicherkatalysatoren: Mikroskopische Reaktionsmechanismen und Elementarkinetik

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Speicherkatalysatoren stellen sowohl für die angewandte Forschung als auch für die Grundlagenforschung eine große Herausforderung dar. Im Gegensatz zu konventionellen, d.h. auf stationäre Bedingungen hin optimierten Katalysatoren, bleiben Speicherkatalysatoren unter instationären Bedingungen funktionsfähig oder nutzen Instationaritäten sogar gezielt zur Verbesserung von Selektivität und Aktivität aus. In der Autoabgasreinigung werden Speicherfunktionen bereits kommerziell eingesetzt oder gelten als zukünftige Schlüsseltechnologien. Die mechanistischen und mikrokinetischen Grundlagen sind jedoch weitgehend unverstanden.Im Rahmen dieses Projektes sollen im Rahmen eines hierarchischen Konzeptes nanostrukturierte Modell-Speicherkatalysatoren mit NOx-Speicherfunktion (Pt(,Pd,Rh)/BaO/Al2O3) auf der Basis geordneter einkristallbasierter Trägeroxidfilme entwickelt werden. Ziel des Projektes ist (i) die strukturelle und chemische Charakterisierung (STM, PES, LEED, AES, TPD, etc.) und (ii) die mikrokinetische Untersuchung der beteiligten Elementarreaktionen in enger Kopplung. Dabei kommen Multi-Molekularstrahlexperimente, zeitaufgelöste Oberflächen-IR-Spektroskopie sowie Reaktorexperimente von Ultrahochvakuum bis zu ambienten Bedingungen zum Einsatz. Schließlich sollen mikrokinetische Modelle auf der Basis der strukturellen und kinetischen Daten entwickelt werden, die als Basis für die Modellierung realer Speicherkatalysatoren dienen können.