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Neues Verfahren zur chemischen Synthese mit sichtbarem Licht

20.04.2012

Universität Regensburg

Halbleitermaterial zur chemischen Photokatalyse (Cadmiumsulfid).

Die Natur macht es uns ständig vor: Bei der biologischen Photosynthese gelingt der Aufbau von vielschichtigen biologischen Molekülen durch die Nutzung von sichtbarem Licht. Forscher auf der ganzen Welt haben in den vergangenen Jahren versucht, diesen erstaunlichen Vorgang mit Hilfe von technischen Verfahren zu imitieren. Regensburger Wissenschaftler des Graduiertenkollegs „Chemische Photokatalyse“ konnten in diesem Zusammenhang einen wichtigen Schritt nach vorne machen. Durch die Verknüpfung anorganischer Halbleiter mit organischen Katalysatoren gelang es den Mitgliedern des Forschungsverbundes um Prof. Dr. Burkhard König vom Institut für Organische Chemie der Universität Regensburg, die von der Verbindung absorbierte Lichtenergie für die chemische Synthese komplexer Moleküle zu nutzen.

Die Regensburger Forscher fanden heraus, dass es dabei auf die richtige Kombination der beiden Komponenten – des anorganischen Halbleiters und des organischen Katalysators – ankommt. Falsche Kombinationen sind inaktiv oder führen sogar zur Zerstörung der Katalysatorverbindung. Die Untersuchungen der Regensburger Chemiker erlauben es aber jetzt, die richtigen Kombinationen vorab zu bestimmen.

Anorganische Halbleiter werden in der modernen Elektronik verwendet. Darüber hinaus nutzen photovoltaische Solarzellen diese Materialien, um Lichtenergie in elektrischen Strom umzuwandeln. Die photochemische Anwendung von einfachen Halbleitern – beispielsweise von Titandioxid als Weißpigment in Wandfarben – beschränkte sich bislang auf den photokatalytischen Abbau von Verunreinigungen (unter anderem auf selbstreinigenden Oberflächen) oder die Halbleiter wurden für den Abbau von Gerüchen und zur Desinfektion genutzt. Auf der Grundlage der Arbeiten des Regensburger Forscherteams können anorganische Halbleiter nun auch für gezielte organische Synthesen eingesetzt werden, wodurch diese nicht nur effizienter, sondern auch umweltfreundlicher werden.

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