Peter Brüggeller, Johann Pann, Daniela Vitzthum und Hubert Huppertz

Neuer Borat­­struktur­­typ mit er­staun­­lichen Eigen­­schaften

Unter extremen Hochdruckbedingungen gelang Innsbrucker Chemikerinnen und Chemikern um Hubert Huppertz die Herstellung einer neuen Verbindung, die durch den Einbau von Europium zum Leuchten gebracht wurde und mit deren Hilfe Wasserstoffgas produziert werden kann.

Das Forschungsteam um Hubert Huppertz am Institut für Allgemeine, Anorganische und Theoretische Chemie beschäftigt sich seit Jahren mit Boraten – einer Substanzklasse, in der durch die vielfältigen strukturellen Verknüpfungsmöglichkeiten schon eine Reihe interessanter Verbindungen erzielt werden konnten. Welche Eigenschaften diese zeigen, ist meist nur schwer vorhersehbar. „Wir betreiben hier Grundlagenforschung, das bedeutet, dass man viel einfach ausprobieren muss. Kreativität und chemische Intuition spielen dabei durchaus eine Rolle“, erzählt Erstautorin Daniela Vitzthum. „Ausprobiert“ wird dabei an der 1.000-Tonnen-Hochdruckpresse, die auf dem Fundament des Centrums für Chemie und Biomedizin (CCB) steht und mit der extreme Bedingungen, wie sie auch im Erdmantel vorherrschen, auf chemische Substanzen ausgeübt werden können. Mit dieser Apparatur ist es dem Innsbrucker Forschungsteam gelungen, ein neues Borat mit besonderen Eigenschaften herzustellen.

Strukturbild des neuen Borattyps

Durch das Beifügen von Spuren an Europium konnte die neue Verbindung zum Leuchten gebracht werden. „Das Besondere daran ist, dass wir genau sagen können, an welcher Position diese geringe Menge an Europium eingebaut wurde. Dies war möglich, weil die Struktur trotz extremer Hochdruckbedingungen geeignete Hohlräume aufweist und das Europium nicht mit anderen Elementen konkurrieren muss“, erklärt Hubert Huppertz.

Das neue Borat kann aber nicht nur leuchten, sondern zeigt auch erstaunliche photokatalytische Eigenschaften, welche in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe um Peter Brüggeller untersucht wurden. „Die Sonne ist eine reiche und praktisch unerschöpfliche Energiequelle. Wir suchen nach Wegen, diese Energie zu nutzen und in speicherbare, chemische Energie umzuwandeln“, schildert Doktorand Johann Pann die Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe um Brüggeller. „Die neue Boratverbindung erwies sich dabei als äußerst effizient, nicht zuletzt, weil sie so stabil ist und ohne zusätzlichen Katalysator Wasserstoffgas produzieren kann.“

Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Angewandte Chemie im Open-Access-Format publiziert.


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