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Ein Schwerpunkt der Arbeitsgruppe ist die Integration der Photokatalyse in chemische, elektrochemische und biochemische Prozesse. Der Vorteil der Photokatalyse ist dabei insbesondere, dass der Energieeintrag durch Photonen Reagenz- und kontaktfrei erfolgt und keine Rückstände hinterlässt. Zudem können in einer photokatalytischen Reaktion durch geschickte Wahl der Reaktanden häufig mehrere konsekutive Reaktionsschritte in einer Ein-Topf-Reaktion realisiert werden. Außerdem bietet die Verwendung von Photokatalysatoren die Möglichkeit, Sonnenlicht als Energiequelle zu verwenden. Da Sonnenlicht kostenlos und klimaneutral ist, wird der Prozess dadurch günstiger, nachhaltig und CO2-neutral.
Neben den Verwendungsmöglichkeiten in der Synthese beschäftigt sich die Arbeitsgruppe auch mit den oxidativen Eigenschaften von Photokatalysatoren zum Abbau von unerwünschten Verbindungen. Das immense Oxidationspotential der meisten Photokatalysatoren, beispielsweise Titandioxid, ermöglicht die Mineralisierung praktisch aller organischen Verbindungen. Diese Eigenschaft kann zur Abwasserbehandlung, zur Beseitigung von Luftschadstoffen oder zur Erzeugung aktiv selbstreinigender und selbststerilisierender Oberflächen genutzt werden. Hier ist die Arbeitsgruppe an der Entwicklung neuer effizienterer und selektiverer Photokatalysatoren und verbesserter Beschichtungstechniken beteiligt.
The main research focus of the chemical technology group at the DFI is the integration of photocatalysis into chemical, electrochemical and biochemical processes. The advantage of photocatalysis lies in the ease of adding the energy in form of photons which is reagent-, contact- and residue-free. Also, clever selection of reactants allows photocatalytic reactions to realize several consecutive reaction steps in a one-pot-synthesis. If sunlight is then used as the energy source to drive the photocatalytic reaction, the process becomes cheaper, sustainable and CO2-neutral as sunlight is available free of charge and without a carbon footprint.
In addition to their uses in synthetic applications the group also explores the oxidative powers of photocatalysts for the abatement of undesired contaminants. Due to the immense oxidation potential of most photocatalysts, e.g. titanium dioxide, these materials are able to mineralize virtually all organic compounds when illuminated with light. This property can be used in water remediation and air pollution cleaning as well as to create actively self-cleaning and self-sterilizing surfaces. The group is involved in the development of more efficient and selective photocatalysts as well as improved coating techniques.
Formation of an aluminium diffusion coating by surface heat treatment of an aluminium slurry sprayed metallic tube
