Univ.-Prof. Dr. Fabian Dielmann
Anorganische Molekülchemie
Die Forschung in der Arbeitsgruppe Dielmann umfasst verschiedene Themen auf dem Gebiet der anorganischen Molekülchemie und der homogenen Katalyse. Ein übergeordnetes Ziel ist die Entwicklung neuer katalytischer Verfahren zur Umwandlung von besonders reaktionsträgen kleinen Molekülen wie den Treibhausgasen Kohlenstoffdioxid (CO2) und Schwefelhexafluorid (SF6) in höherwertige Verbindungen. Für die energieeffiziente und selektive Umwandlung dieser Moleküle entwickeln wir innovative Methoden zur Bindungsaktivierung, synthetisieren reaktive Verbindungen und untersuchen die zugrunde liegenden Mechanismen mit einer Kombination aus experimentellen, spektroskopischen und computerbasierten Methoden.
Edelmetallkatalysatoren spielen in zahlreichen chemischen Prozessen eine zentrale Rolle. Ihr Einsatz ist jedoch vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeitsbemühungen kritisch zu sehen, da diese Elemente extrem selten sind und mit hohem technischen Aufwand gewonnen werden. Wir entwickeln Katalysatoren auf der Basis von Hauptgruppenelementen, die aufgrund ihres reichlichen Vorkommens in der Erdkruste eine nachhaltige Alternative zu Edelmetallkatalysatoren darstellen. Bei der Entwicklung unserer Katalysatoren nutzen wir gezielt starke Substituenteneffekte zur Steuerung der molekularen Eigenschaften. Zu den aktuellen Projekten gehört die Entwicklung neuer elektronenreicher Phosphane, niedrig koordinierter Phosphorverbindungen und ambiphiler Verbindungen wie Carbene, Nitrene oder geometrisch gespannte Systeme.
Angesichts der Anreicherung von Treibhausgasen in der Atmosphäre ist die Entwicklung neuer Ansätze für ihre effiziente chemische Nutzung von enormer Bedeutung. Unser Forschungsinteresse gilt der Entwicklung einfach anwendbarer Methoden zur chemischen Aktivierung der Treibhausgase Kohlenstoffdioxid (CO2) und Schwefelhexafluorid (SF6) mit dem Ziel, neue katalytische Prozesse für deren Umwandlung in wertvolle Chemikalien und Materialien zu erreichen. Aktuelle Projekte beinhalten die Erforschung von Strategien zur energieeffizienten Aktivierung von CO2, darunter die Bildung reversibler Lewis-Basen-Addukte, lichtgetriebener Systeme zur CO2-Fixierung und die katalytische Deoxygenierung von CO2 zu CO. Die Derivatisierung von SF6 bildet einen weiteren Forschungsschwerpunkt.
Die Entwicklung von Katalysatoren zur Steuerung chemischer Reaktionen ist seit jeher von zentraler Bedeutung, wenn es darum geht, auf nachhaltige Weise nützliche Materialien mit wünschenswerten Eigenschaften herzustellen. Das Ligandendesign ist dabei ein wichtiges Instrument, um die Aktivität, Produktivität und Selektivität homogener Katalysatoren zu optimieren. Auf der Grundlage eines innovativen Ligandendesigns entwickeln wir neue Katalysatoren bestehend aus reichlich vorhandenen Metallen mit dem Ziel, bestehende Edelmetallkatalysatoren zu ersetzen. Dabei kommen verschiedene moderne Strategien zum Einsatz wie die Metall-Ligand- und Metall-Metall-Kooperation, sowie redoxaktive und stimuligesteuerte Ligandensysteme.