Forschung Prof. Palkovits

 

Heterogene Katalyste und Technische Chemie

Mit heterogener Katalyse und Material Design als unsere Kernkompetenzen, gehen wir globale Herausforderungen durch die Entwicklung nachhaltiger chemischer Prozesse an.

Unser Fokus liegt hierbei auf:

  Forschungsgebiete der Arbeitsgruppe Heterogene Katalyse Regina Palkovits  

 

Nutzung von Biomasse

Lignocellulose ist der Hauptbestandteil von Biomasse, steht nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelindustrie und ist einfach zugänglich als Teil von verschiedenen Abfallprodukten aus beispielsweise der Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Papierindustrie. Das zusammengenommen zeigt die Bedeutsamkeit von Lignocellulose als erneuerbaren Rohstoff für die Herstellung von Chemikalien und Biotreibstoffen. Die großen Forschungsherausforderungen umfassen hierbei das Design von selektiven und beständigen Feststoff-Katalysatoren für maßgeschneiderte Umsetzungen in wässriger Lösung.

  Logos der folgenden Einrichtungen: Tailor Made Fuels from Biomass, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Sustainable Chemical Synthesis, Alexander von Humboldt-Stiftung jeweilige Organisation  

 

Recent advances in heterogeneous catalytic transformations of lignocellulosic feedstocks into biofuels

Alternative monomers based on lignocellulose and their use for polymer production

Catalytic isomerization of biomass-derived aldoses: A review

 

Umweltfreundliche Katalyse

Für die Gestaltung von nachhaltigen chemischen Prozessen ist der Einsatz von Katalyse ein wichtiges Werkzeug. Trotz intensiv betriebener Forschung, bleiben Null-Emission Technologien selten. Folglich ist die Verwendung von hocheffizienten Katalysatoren für die Senkung von Schadstoffemissionen von äußerster Wichtigkeit. Das Center for Automotive Catalytic Systems Aachen, kurz ACA, ist ein Projekt der RWTH Aachen Universität und ermöglicht die interdisziplinäre Herangehensweise einer umfassenden Optimierung von allen Schadstoffgasen Nachbehandlungs-Systemen der Material Synthese und der Katalysatorstrukturen für die System Integrierung.

  Logo des Center for Automotive Catalytic Systems Aachen The Center for Automotive Catalytic Systems Aachen  

 

Nitrogen oxide removal over hydrotalcite-derived mixed metal oxides

Investigation of potassium doped mixed spinels Cu x Co3−x O4 as catalysts for an efficient N2O decomposition in real reaction conditions

Catalytic versus stoichiometric reagents as a key concept for Green Chemistry

 

Energie

Energiegewinnung durch Wind, Wasser und Sonnenlicht ermöglicht ein CO2-freies Energie Angebot. Ein nicht konstantes dafür aber über die Zeit fluktuierendes Angebot jedoch, erfordert geeignete Technologien für kurze, medium und lange Standzeiten zur Energiespeicherung. Speziell chemische Energie Umsetzung in Verbindungen mit hoher volumetrischer und gravimetrischer Energiedichte repräsentiert ein wertvolles Werkzeug zur Energiespeicherung. Katalyse spielt in diesem Zusammenhang ein essentielle Rolle, zum Beispiel im Rahmen von effizienter Wasser-Spaltung, Wasserstoffspeicherung und durch den selektiven Einsatz von CO2 als Grundbaustein für verschiedene Chemikalien, sowie die Synthese von Biotreibstoffen.

 

Solid catalysts for the selective low-temperature oxidation of methane to methanol

Direct methane oxidation over Pt-modified nitrogen-doped carbons

Ammonia as a possible element in an energy infrastructure: catalysts for ammonia decompostion

 

Hochleistungsmaterialien

Fortgeschrittene Synthese Strategien ermöglichen das Design von Materialien mit maßgeschneiderten strukturellen und chemischen Eigenschaften für den Einsatz von Trenntechniken und in der Katalyse. Speziell kovalent gebundene Netzwerke kurz COF`s, repräsentieren vielversprechende Materialien für etliche Einsatzmöglichkeiten. Durch den Einsatz von quer-vernetzten Polymeren können beispielsweise selektiv Platformchemikalien aus der wässrigen Phase adsorbiert werden. Ein anderes Beispiel stellen kovalent gebunden triazine Netzwerke, kurz CTF`S, dar durch sie ist die sogenannte single-site Katalyse möglich, sowie die Stickstoffstabilisierung von kleinen Nanopartikeln. Erst kürzlich konnte zudem gezeigt werden, dass sogar mit Ruthenium beladene Feststoff-Analoga von triphenylphosphan Liganden erfolgreich für die Ameisensäurezersetzung eingesetzt werden können.

  Bildung von kovalenten Triazin-Gerüsten ITMC Aachen   Logo der Deutschen Forschungsgesellschaft DFG  

 

Selective liquid phase adsorption of 5-hydroxymethylfurfural on nanoporous hyper-cross-linked polymers

Local platinum environments in a solid analogue of the molecular Periana catalyst

N-containing covalent organic frameworks as support for rhodium as transition-metal catalysts in hydroformylation reactions

Solid molecular Phosphine catalysts for formic acid decomposition in the biorefinery