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FP6

NANO2 — Ergebnis in Kürze

Project ID: 505670
Gefördert unter: FP6-NMP
Land: Deutschland

Industriell relevante Oxidationsprozesse steuern

Bei vielen industriell bedeutsamen Prozessen spielen Oxidationsreaktionen eine wichtige Rolle. EU-finanzierte Forscher konnten nun bedeutende Fortschritte im Verständnis der Oxidation von Nanomaterialien unter Betriebsdrücken erreichen, welche der Wettbewerbsfähigkeit Europas innerhalb des aufstrebenden Nanotechnologiesektor Auftrieb verleihen werden.
Industriell relevante Oxidationsprozesse steuern
Zu vielen wichtigen Prozessen gehören Oxidationsreaktionen - von der Oxidation von Gluckse in den Zellen, um Energie bereitzustellen, bis hin zu katalytischen Oxidationsprozessen für Brennstoffzellen. Mit dem Aufkommen der Nanotechnologie ist es erforderlich geworden, die Oxidationsprozesse im Nanometermaßstab unter umweltrelevanten Bedingungen zu versehen und zu steuern, um Funktion und Stabilität der Nanomaterialien zu verbessern.

Die mit EU-Finanzmitteln unterstützten Forscher des NaNO2-Projekts ("Oxidation of nanomaterials") hatte den Auftrag, die Oxidation kristalliner Strukturen und der Trägermaterialien, auf denen sie gewachsen sind, zu bewerten. Ziel war es, die Wissenslücke zwischen Studien zur einkristallinen Oberflächenoxidation unter nahezu Ultrahochvakuumbedingungen (UHV, ungefähr ein Milliardstel Atmosphärendruck) und der Oxidation von Nanopartikeln unter Umgebungsdruck (Atmosphärendruck) zu füllen.

So konnte das NANO2-Projektteam diese Lücke für eine Reihe von Materialien und kristalline Oberflächenstrukturen erfolgreich mit Erkenntnissen auffüllen, die sich bereits in der Anwendung befinden, oder das Potenzial haben, industriell angewendet zu werden. Die Wissenschaftler machten außerdem wichtige Beobachtungen hinsichtlich des sogenannten Subsurface-Sauerstoffs. Dieser atomare Sauerstoff befindet sich direkt unter der obersten Metallschicht.

Zu den vielen von den Forschern vorgestellten Premieren gehörte die Durchführung von Monte Carlo-Simulationen zu Kohlenmonoxidoxidationsreaktionen, mit denen erstmals Reaktionsgeschwindigkeiten auf Einkristalloberflächen vorhergesagt werden konnten. Sie identifizierten außerdem ein neuartiges Oberflächenoxid, das während der CO-Oxidation auf einem Platin(110)-Einkristall gebildet wurde, und führten die erste strukturelle In-situ-Untersuchung eines speziellen Metalllegierungseinkristalls im Laufe einer chemischen Reaktion durch.

NANO2 konnte ganz wesentlich zum Verständnis chemischer Reaktionen auf Nanomaterialien beitragen. Dies wird mit 50 bereits akzeptierten Publikationen und insgesamt fast 100 zu erwartetenden wissenschaftlichen Veröffentlichungen bewiesen. In der Fähigkeit, eine Oxidation unter Betriebsdruckbedingungen steuern zu können, steckt das Potential, die Leistung von beispielsweise in Brennstoffzellen, bei der chemischen Synthese und im Automobilbereich oder Umweltsensoranwendungen eingesetzten Katalysatoren zu verbessern. Eine mögliche industrielle Anwendung der NANO2-Resultate könnte einen wichtigen Einfluss auf die europäische Wettbewerbsfähigkeit im boomenden Nanotechnologiesektor haben.

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