Photokatalyse

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Die chemische Industrie sieht sich zurzeit mehreren Herausforderungen gegenüber: Einerseits steht sie bedingt durch den internationalen Wettbewerb unter hohem Kostendruck, andererseits muss sie nachhaltige Prozesse etablieren, um ihre Innovationsfähigkeit zu erhalten und diese weiter auszubauen. Für diese Problemstellungen hält die Photokatalyse passende Lösungen parat.

Durch die Nutzung von Licht als Energiequelle chemischer Reaktionen ermöglicht die Photokatalyse eine Grundlage für nachhaltige und umweltfreundliche chemische Prozesse. Die wohl bekannteste Anwendung nutzt die starke Oxidationskraft von Photokatalysatoren wie Titandioxid zur Entfernung von unerwünschten Schadstoffen aus der Luft, dem Wasser oder von Oberflächen. Aber auch in der chemischen Synthese haben photokatalytische Prozesse an Popularität gewonnen. Durch die hohen erreichten Redoxpotentiale angeregter Photokatalysatoren können oft sehr elegante Reaktionen wie direkte Bindungsknüpfungen ohne vorherige Aktivierung der Substrate ermöglicht werden.

Aufgrund der milden Reaktionsbedingungen eignen sich photokatalytische Reaktionen insbesondere für empfindliche komplexe Moleküle, etwa im Bereich der Spezial- und Pharmachemie. Die Erzeugung von Photonen kann durch regenerativ erzeugten Strom emissionsfrei und durch die LED-Technik sehr effizient realisiert werden. Das erhöht die Ressourceneffizienz, minimiert Kosten und reduziert Nebenprodukte. Außerdem erhöht sich auch die Prozesssicherheit, da die Reaktion durch Abschalten der Lichtquelle sofort unterbrochen werden kann. Dabei ermöglicht die einzigartige Reaktivität häufig völlig neue und effizientere Synthesewege. Kein Wunder, dass die Photokatalyse als Werkzeug innerhalb der chemischen Synthese in den letzten Jahren enorm an Bedeutung gewonnen hat.

Unsere Wissenschaftler begleiten Sie im Forschungsgebiet Photokatalyse sowohl bei grundlegenden Untersuchungen und Machbarkeitsstudien zu neuen Reaktionswegen als auch bei der Entwicklung, Optimierung und Skalierung von technischen Prozessen. Insbesondere Letzteres ist aufgrund der geringen Eindringtiefe des Lichtes eine der größten Herausforderungen der Photokatalyse.

Wir legen besonderen Wert auf eine ganzheitliche Betrachtung des Prozesses und unterstützen Sie bei der Auswahl, Charakterisierung und Entwicklung von geeigneten und aufeinander abgestimmten Lichtquellen, Photokatalysatoren, Reaktoren und optimalen Prozessparametern.

Das DFI kann hier als eine von wenigen Forschungseinrichtungen auf langjährige Erfahrungen zurückblicken und innovative Lösungsansätze anbieten. Dabei stehen Ihnen unsere erfahrenen Wissenschaftler und eine moderne instrumentelle Ausstattung zur Verfügung.

Unsere Leistungen

> Studien zur Machbarkeit von neuen photokatalytischen Reaktionen
> Beratung bei der Skalierung von photokatalytischen Prozessen und Entwicklung entsprechender maßgeschneiderter Lösungen
> Auswahl, Charakterisierung und Entwicklung von geeigneten und aufeinander abgestimmten Lichtquellen, Photokatalysatoren, Reaktoren und optimalen Prozessparametern
> Ganzheitliche Prozessbetrachtung, Optimierung und Beratung
> Untersuchung der oxidativen Eigenschaften von Photokatalysatoren zum Abbau von unerwünschten Verbindungen
> Entwicklung neuer effizienterer und selektiverer Photokatalysatoren und verbesserter Beschichtungstechniken
> Integration der Photokatalyse in chemische, elektrochemische und biochemische Prozesse

 

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Dr. Jonathan Bloh
Telefon 069 7564-387

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