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B - Molekulare Modellierung

Fokus ist die atomar aufgelöste Beschreibung der sich im dynamischen Betrieb ausbildenden aktiven Zentren, sowie die Elektronenstruktur-theoretische Berechnung spektroskopischer Signaturen und der Reaktionsenergetik elementarer Prozesse an diesen Zentren. Hierdurch entsteht einerseits ein enges Wechselspiel mit den operando-Aktivitäten im Bereich A. Andererseits wird wichtige nicht-empirische Information für die kinetische Modellierung im Bereich C zur Verfügung gestellt. Im Fokus stehen neben der Fortentwicklung von Methoden und Modellen, vor allem hinsichtlich Leistungsfähigkeit, numerischer Effizienz und Verlässlichkeit, die enge Anbindung und der Support von Projekten in den Bereichen A und C. Unter Berücksichtigung der durch den dynamischen Betrieb aufgeprägten Randbedingungen ergeben sich beispielsweise die folgenden Aufgabenstellungen:

  • Theoretische Berechnung der Katalysator-Morphologie, Struktur und Komposition unter Einfluss der Reaktionsumgebung (Druck, Temperatur, pH-Wert, angelegtes Potenzial etc.)
  • Neue Methoden zur Identifikation aktiver Zentren sowie Ansätze zur Automatisierung oder zur Behandlung amorpher oder metastabiler Materialien
  • Dedizierte Berechnung spektroskopischer Signale und Vergleich mit experimentellen Daten
  • Berechnung der Reaktionsenergetik und Ratenkonstanten zur Aufklärung möglicher Reaktionsmechanismen bei dynamischen strukturellen Veränderungen
  • Entwicklung von atomistischen Modellen zu Reaktions-induzierten Morphologieänderungen