Willkommen bei HyPerCat (FOR 5715)

Die Forschungsgruppe "Bridging Concepts in Thermo- and Electro-Hydrogen Peroxide Catalysis" (HyPerCat) arbeitet an der Entwicklung gemeinsamer Konzepte für die thermo- und elektrokatalytische Herstellung von Wasserstoffperoxid. Wasserstoffperoxid ist ein grünes Oxidationsmittel und eine Basischemikalie mit großem Produktionsvolumen und vielfältigen Anwendungen z. B. in der Textil- und Papierindustrie, der Aufarbeitung von Abwasser und der chemischen Synthese. Mögliche Zukunftsszenarien für eine nachhaltige Wasserstoffperoxid-Produktion sind die direkte thermokatalytische Wasserstoffperoxid-Direktsynthese aus molekularem Wasserstoff und Sauerstoff unter Verwendung von elektrokatalytisch gewonnenem Wasserstoff (t-HP) und die direkte selektive elektrokatalytische Reduktion von Sauerstoff zu Wasserstoffperoxid (e-HP).

In HyPerCat untersuchen acht Forschungsteams des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Technischen Universität Berlin (TUB) gemeinsam Prozesse der t-HP und e-HP über verschiedene Skalen, d. h. von der atomaren Betrachtung der Reaktionsmechanismen und aktiven Zentren der Katalysatoren bis zur Reaktorauslegung unter Berücksichtigung von Wärme- und Stofftransportlimitierungen sowie den Wertschöpfungsketten im industriellen Maßstab. Die Forschungsgruppe konzentriert sich auf die Herstellung von Modellkatalysatoren, verschiedene Methoden der In situ- und Operando-Charakterisierung, kinetische Studien und neuartige Reaktoren. Dabei adressieren wir eine Multiskalenmodellierung auf der Grund-lage theoretischer Berechnungen (Dichtefunktionaltheorie) in Kombination mit den Experimenten. Auf diese Weise wollen wir Deskriptoren für aktivere und selektivere Katalysatorzu-stände und Reaktionsbedingungen erarbeiten, wobei die in der e-HP gewonnenen Informatio-nen die systematische Entwicklung effizienter Katalysatoren für die t-HP vorantreiben können und umgekehrt.

HyPerCat besteht aus acht Forschungsteams des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Technischen Universität Berlin (TUB) und wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.