{"id":137448,"date":"2024-01-19T07:26:00","date_gmt":"2024-01-19T06:26:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=137448"},"modified":"2024-01-12T14:42:28","modified_gmt":"2024-01-12T13:42:28","slug":"forscher-finden-mit-hilfe-von-elektrizitat-eine-vielversprechende-neue-methode-zur-beschleunigung-chemischer-reaktionen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/forscher-finden-mit-hilfe-von-elektrizitat-eine-vielversprechende-neue-methode-zur-beschleunigung-chemischer-reaktionen\/","title":{"rendered":"Forscher finden mit Hilfe von Elektrizit\u00e4t eine vielversprechende neue Methode zur Beschleunigung chemischer Reaktionen"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Da die Welt von Gas auf Strom<\/a> als umweltfreundlichere Energiequelle umsteigt, geht die Liste der zu erledigenden Aufgaben \u00fcber Autos hinaus. Auch das riesige globale Produktionsnetzwerk, das alles von unseren Batterien bis zu unseren D\u00fcngemitteln herstellt, muss den Schalter umlegen.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n

Eine Studie von Chemikern der UChicago<\/a> hat einen Weg gefunden, Elektrizit\u00e4t zu nutzen, um eine Art von chemischer Reaktion anzukurbeln, die h\u00e4ufig bei der Synthese neuer Kandidaten f\u00fcr pharmazeutische Medikamente verwendet wird.<\/p>\n\n\n\n

Die am 2. Januar in Nature Catalysis <\/em>ver\u00f6ffentlichte Studie ist ein Fortschritt auf dem Gebiet der Elektrochemie und zeigt einen Weg auf, um Reaktionen zu entwerfen und zu kontrollieren – und sie nachhaltiger zu machen.<\/p>\n\n\n\n

<\/a>“Wir wollen verstehen, was auf fundamentaler Ebene an der Elektrodenschnittstelle passiert, und dies nutzen, um effizientere chemische Reaktionen vorherzusagen und zu entwerfen”, sagte Anna Wuttig, UChicago Neubauer Family Assistant Professor und Hauptautorin der Studie. “Dies ist ein Schritt in Richtung dieses Ziels.”<\/p>\n\n\n\n

Chemische Komplexit\u00e4t<\/h3>\n\n\n\n

Bei bestimmten chemischen Reaktionen kann Elektrizit\u00e4t die Leistung steigern – und da der ben\u00f6tigte Strom aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden kann, k\u00f6nnte dies dazu beitragen, die chemische Industrie weltweit umweltfreundlicher zu machen.<\/p>\n\n\n\n

Aber die Elektrochemie, wie das Gebiet genannt wird, ist besonders komplex. Es gibt viel, was die Wissenschaftler nicht \u00fcber die molekularen Wechselwirkungen wissen, vor allem, weil man einen leitenden Festk\u00f6rper (eine Elektrode) in die Mischung einf\u00fcgen muss, um die Elektrizit\u00e4t bereitzustellen, was bedeutet, dass die Molek\u00fcle sowohl mit dieser Elektrode als auch untereinander wechselwirken. Das bedeutet, dass die Molek\u00fcle nicht nur untereinander, sondern auch mit der Elektrode interagieren. F\u00fcr einen Wissenschaftler, der versucht, die Rollen, die die einzelnen Molek\u00fcle in welcher Reihenfolge spielen, zu entwirren, macht dies einen ohnehin schon komplizierten Prozess noch komplizierter.<\/p>\n\n\n\n

Wuttig m\u00f6chte dies jedoch in einen Vorteil umwandeln. “Wenn man sich vorstellt, dass die Elektrochemie uns einen einzigartigen Designhebel bietet, der in keinem anderen System m\u00f6glich ist”, sagt sie.<\/p>\n\n\n\n

In diesem Fall konzentrierten sie und ihr Team sich auf die Oberfl\u00e4che der Elektrode, die den Strom f\u00fcr die Reaktion liefert.<\/p>\n\n\n\n

“Es gab Hinweise darauf, dass die Oberfl\u00e4che selbst katalytisch ist, dass sie eine Rolle spielt”, sagte Wuttig, “aber wir wissen nicht, wie wir diese Wechselwirkungen auf molekularer Ebene systematisch steuern k\u00f6nnen.”<\/p>\n\n\n\n

Sie bastelten an einer Art von Reaktion, die h\u00e4ufig bei der Herstellung von Chemikalien f\u00fcr die Medizin verwendet wird, um eine Bindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen herzustellen.<\/p>\n\n\n\n

Theoretischen Vorhersagen zufolge sollte die Ausbeute bei dieser Reaktion, wenn sie mit Strom durchgef\u00fchrt wird, 100 % betragen, d. h. alle Molek\u00fcle, die in die Reaktion eingegangen sind, werden zu einer einzigen neuen Substanz verarbeitet. Wenn man die Reaktion jedoch tats\u00e4chlich im Labor durchf\u00fchrt, ist die Ausbeute geringer.<\/p>\n\n\n\n

Das Team vermutete, dass das Vorhandensein der Elektrode einige der Molek\u00fcle von dem Ort weglockte, an dem sie w\u00e4hrend der Reaktion ben\u00f6tigt wurden. Sie fanden heraus, dass die Zugabe eines Schl\u00fcsselbestandteils Abhilfe schaffen k\u00f6nnte: Eine chemische Substanz, eine so genannte Lewis-S\u00e4ure, die der fl\u00fcssigen L\u00f6sung zugesetzt wird, lenkt diese Molek\u00fcle um.<\/p>\n\n\n\n

“Man erh\u00e4lt eine nahezu saubere Reaktion”, so Wuttig.<\/p>\n\n\n\n

Katalysator f\u00fcr Ver\u00e4nderungen<\/h3>\n\n\n\n

Dar\u00fcber hinaus konnte das Team mithilfe spezieller bildgebender Verfahren die Reaktionen auf molekularer Ebene beobachten. “Man kann sehen, dass die Anwesenheit des Modulators einen tiefgreifenden Effekt auf die Grenzfl\u00e4chenstruktur hat”, sagte sie. “Dadurch k\u00f6nnen wir die Vorg\u00e4nge visualisieren und verstehen, anstatt sie als Blackbox zu betrachten.”<\/p>\n\n\n\n

Dies sei ein entscheidender Schritt, so Wuttig, denn er zeige einen Weg auf, wie man die Elektrode nicht nur in der Chemie einsetzen, sondern auch ihre Auswirkungen vorhersagen und kontrollieren k\u00f6nne.<\/p>\n\n\n\n

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Elektrode f\u00fcr weitere Reaktionen wiederverwendet werden kann. (Bei den meisten Reaktionen ist der Katalysator in der Fl\u00fcssigkeit gel\u00f6st und wird w\u00e4hrend des Reinigungsprozesses abgelassen, um das Endprodukt zu erhalten).<\/p>\n\n\n\n

“Dies ist ein Schritt in Richtung nachhaltige Synthese”, sagte sie. “Meine Gruppe ist sehr daran interessiert, diese Art von Konzepten und Strategien in Zukunft zu nutzen, um andere synthetische Herausforderungen zu bew\u00e4ltigen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Da die Welt von Gas auf Strom als umweltfreundlichere Energiequelle umsteigt, geht die Liste der zu erledigenden Aufgaben \u00fcber Autos hinaus. Auch das riesige globale Produktionsnetzwerk, das alles von unseren Batterien bis zu unseren D\u00fcngemitteln herstellt, muss den Schalter umlegen. Eine Studie von Chemikern der UChicago hat einen Weg gefunden, Elektrizit\u00e4t zu nutzen, um eine Art von […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Chemiker hoffen, den Grundstein f\u00fcr eine umweltfreundlichere Chemie zu legen","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[12477,17446,10527],"supplier":[5887],"class_list":["post-137448","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-biochemikalien","tag-elektrizitaet","tag-nachhaltigkeit","supplier-university-of-chicago"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/137448","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=137448"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/137448\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=137448"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=137448"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=137448"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=137448"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}