Willkommen am Lehrstuhl Chemische Technik und Katalyse!

Die Forschungsschwerpunkte des Lehrstuhls liegen in der Präparation, Testung und Charakterisierung von heterogenen Katalysatoren. Neben Abgaskatalyse und Feinchemie (u.a. innovative Lösungsmittel) stehen katalytische Prozesse zur Ausnutzung erneuerbarer Energiequellen (z.B. nachwachsende Rohstoffe) im Fokus. Dabei kommen High-Throughput-Methoden zur Anwendung. Bei der Charakterisierung liegt der Schwerpunkt auf Struktur-Funktions-Relationen mittels in situ Spektroskopie und ortsaufgelösten Methoden. Unsere Abgaskatalyseaktivitäten sind Teil des Abgaszentrums Karlsruhe.

TrackAct
Stellenausschreibungen SFB1441

Sie suchen ein Promotionsthema zwischen physikalischer Chemie, Materialwissenschaft, Spektroskopie, Theorie und Technik? Die Katalyse ist ein stark interdisziplinäres Gebiet mit vielen Herausforderungen!  

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Interesse?

Dann mailen Sie uns oder schauen Sie einfach vorbei!

Das aktuelle Sommersemester läuft seit dem 12. April 2021 - die Vorlesungen sind wieder fast ausschließlich digital.

Melden Sie sich frühzeitig in ILIAS an, oder schauen Sie in der Liste sämtlicher aktueller Lehrveranstaltungen des Instituts (Link) oder schreiben Sie uns eine Email.

 

 

KITKIT
Production of green hydrogen observed under dynamic conditions

By the combination of several methods it was possible for the first time to investigate the water splitting reaction at high overpotentials despite the strong bubble evolution. By analyzing PCA of XAS spectra of uncalcined IrO2 during the oxygen evolution reaction, we identified components that can be attributed to two reaction modes, the Absorbate Evolution Mechanism and the Lattice Oxygen Mechanism. Furthermore, we observed partially irreversible formation of metal like Ir-Ir distances of surface layers by removal of oxygen as terminal side reaction under cycling to high potentials (≥1.55V).

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.1c02074

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Ortsaufgelöste Einblicke in die lokale Aktivität und Struktur von Ni-basierten CO2-Methanisierungskatalysatoren in Festbettreaktoren

Die katalytische Hydrierung von CO2 ist ein vielversprechender Ansatz, um große Mengen an erneuerbarer Energie zu speichern und dabei gleichzeitig CO2-Emissionen zu reduzieren (P2X-Konzept). Marc-André Serrer (IKFT), Matthias Stehle (ITCP) und weitere Kolleginnen und Kollegen am IKFT, ITCP und IAM-AWP haben den Reaktionsverlauf entlang eines konventionellen Ni-basierten und eines fortschrittlichen Ni-Fe-basierten Katalysators während der CO2-Methanisierung in einem Festbettreaktor aufgedeckt. Durch die Verwendung eines neuen Setups konnten sie somit Änderungen der Aktivität, Selektivität und Temperatur entlang des Katalysatorbetts untersuchen. Ergänzende ortsaufgelöste Strukturuntersuchungen mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie zeigten, dass der Oxidationszustand von Fe durch die zunehmende Menge an Wasser entlang des Katalysatorbetts stark beeinflusst wird. Darüber zeigte Infrarotspektroskopie, dass Fe-Spezies die Aktivität des bimetallischen Katalysators erhöhen, indem sie aktive Ni0-Zentren vor stark adsorbiertem CO schützen. Somit unterstreicht dieses Beispiel nicht nur die Notwendigkeit, Gradienten in chemischen Reaktoren zu berücksichtigen, sondern auch, dass diese sogar für ein besseres Verständnis ausgenutzt werden können.

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TrackAct
Sonderforschungsbereich TrackAct am KIT eingerichtet

Vor kurzem ist der Sonderforschungsbereich 1441 TrackAct (Tracking the Active Site in Heterogeneous Catalysis for Emission Control) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gestartet. Gemeinsam mit unseren Partnern in München und der Synchrotronstrahlungsquelle in Hamburg wollen wir die Natur der aktiven Stellen in Katalysatoren identifizieren und verfolgen. Im Rahmen dieses Programms suchen wir daher Doktorierende aus verschiedenen Bereichen der Chemie, des Chemieingenieurwesens, der Materialwissenschaften und der Physik, mehr Informationen unter: www.trackact.kit.edu/159.php

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Johannes BecherJohannes Becher
Article in Nature Catalysis

Chemical gradients in automotive Cu-SSZ-13 catalysts for NOx removal revealed by operando X-ray spectrotomography

Gradients in the copper oxidation state and coordination environment of Cu-SSZ-13 catalyst were observed using XANES tomography. For this purpose, a newly developed setup was used that allows XANES tomography to be performed under realistic (operando) conditions. The interplay of adsorption-desorption processes and mass transfer effects was analysed with micrometre resolution in 3D.

Florian MaurerFlorian Maurer
Article in Nature Catalysis

Tracking the formation, fate and consequence for catalytic activity of Pt single sites on ceria.

The location of platinum single sites on ceria and the variation of the active state were investigated in an operando approach while combining different methods like in situ infrared spectroscopy, operando high-energy-resolution fluorescence detected X-ray absorption spectroscopy, catalytic CO oxidation and density functional theory calculations.

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SFedUSFedU
Virutal Workshop with Prof. Dr. Soldatov (SFedU, Rostov-on-Don, RU)

On October 7th, the groups of Prof. Dr. Grunwaldt (KIT, Karlsruhe, DE) and Prof. Dr. Soldatov (SFedU, Rostov-on-Don, RU) held a joint virtual workshop on Hard X-ray Spectroscopy and Advanced Data Analysis for Catalysis. The workshop brought together over 50 scholars from Germany – Karlsruhe Institute of Technology, and Russia – The Smart Materials Research Institute at the Southern Federal University. The talks were devoted to the infrastructure and experimental research highlights from KIT as well as the advances of SFedU in the areas of machine learning, big data analysis and prediction of X-ray absorption spectra for catalytically active materials.

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aAKGrunwaldt
10 Jahre Karlsruhe in 2020!

10 Jahre Karlsruhe in 2020!

Der Arbeitskreis muss eine „On-site“-Feier 2020 leider ausfallen lassen. Ein Web-Meeting ist geplant!

 

 

 

 

 

 

 Daria Gashnikova
Kékulé Stipendium

Daria Gashnikova hat ein Stipendium für ihre Doktorarbeit erhalten. Herzlichen Glückwunsch! Sie wird sich auf eine sehr aktuelle Thematik im Bereich der Emissionskontrolle von stöchiometrisch betriebenen Erdgasmotoren konzentrieren, wobei die NOx-Reduktion im Mittelpunkt ihrer wissenschaftlichen Arbeit steht. Viel Erfolg!

Sommersemester 20 und Wintersemester 20/21

Die Vorlesungen zum Sommersemester 2020 konnten erfolgreich online durchgeführt werden. Auch im kommenden Wintersemester werden voraussichtlich Vorlesungen online stattfinden. Es wird zum Beispiel die Chemische Technik: Katalyse, Vorlesungen zu Aktuellen Konzepten in der Heterogenen Katalyse, Synchrotronmethoden, Emissionskontrolle oder auch mit Blick auf Chemiespeicherung/Energiewende stattfinden. Informieren Sie sich auf der Institushomepage.

BackCover_React.Chem.&Eng.E.Saraci, M. Serrer, J.-D. Grunwaldt
Cover Article in Reaction Chemistry & Engineering

Showcasing research from Professor Grunwaldt and colleagues at the ITCP, IKFT and IMVT at KIT:

Bridging the gap between industry and synchrotron: an operando study at 30 bar over 300 h during Fischer–Tropsch synthesis.

We design new infrastructure for operando high-pressure synchrotron experiments. High structural stability of a Fischer-Tropsch catalyst was found during a long-term study under industrial conditions while producing synthetic fuels.

Dr. Thomas Sheppard_KIT-YIN
Neue KIT Nachwuchsgruppe

Dr. Thomas Sheppard vom Institut für Technische Chemie und Polymerchemie wurde offiziell als Leiter der Nachwuchsgruppe X-ray Microscopy in Catalysis (2020-2022) des KIT Young Investigator Network anerkannt.

Graphical AbstractJ. Synchrotron Radiation
Cover Artikel im Journal of Synchrotron Radiation

Wissenschaftler von DESY (Hamburg) und ITCP-KIT präsentieren in einem Cover Artikel des Journal of Synchrotron Radiation einen deep learning Algorithmus zur Rekonstruktion von Röntgentomographie-Daten, was insbesondere für in situ und operando Bedingungen nützlich ist.

Xiaogang Yang, Maik Kahnt, Dennis Brückner, Andreas Schropp, Yakub Fam, Johannes Becher, Jan-Dierk Grunwaldt, Thomas L. Sheppard, Christian G. Schroer, Journal of Synchrotron Radiation 2020.

Prof. J.-D. Grunwaldt gives plenary lecture at the German Catalysis Conference in Weimar, March 2019

"Tracking the active center in single site and supported metal catalysts" was the title of the invited plenary talk given by Prof. J. D. Grunwaldt during the yearly German Catalysis Conference in Weimar, 13 - 15 March 2019.

SPP2080 LogoSPP2080
SPP2080 Kick-Off-Meeting

Das Kick-Off-Meeting des DFG Schwerpunktprogramms SPP2080 "Katalysatoren und Reaktoren unter dynamischen Betriebsbedingungen für die Energiespeicherung und -wandlung" wurde am KIT abgehalten. Hier finden Sie die offizielle Presseinformation des KIT.

XRM model catalyst highlightXRM of model catalyst highlight
Röntgenmikroskopie an einem Modellkatalysator

Eine kürzlich erschienene Publikation zu Röntgen-Nanotomografie eines Modellkatalysators wurde als Forschungshighlight des ‘Paul Scherrer Instituts’ (Schweiz) vorgestellt, an dem die Messungen der Studie durchgeführt wurden. Weitere Informationen finden Sie hier.

Y. Fam, T. L. Sheppard, A. Diaz, T. Scherer, M. Holler, W. Wang, D. Wang, P. Brenner, A. Wittstock, J.-D. Grunwaldt, ChemCatChem 2018, 10, 2858 –2867

Oxidation of HMF
Edelmetallkatalysatoren zur Synthese von Bio-Monomeren

Neuartige gold- und silberbasierte Katalysatoren wurden zur Synthese potentieller Monomere für nachhaltige Kunststoffe mittels Oxidation von 5-(Hydroxymethyl)furfural, einem wichtigen Plattformmolekül aus Biomasse, eingesetzt. Die Katalysatoren zeigten unterschiedliche Selektivitäten in der Oxidation verschiedener funktioneller Gruppen, wodurch eine gezielte Synthese interessanter Monomere möglich war.

O. R. Schade, K. F. Kalz, D. Neukum, W. Kleist, J.-D. Grunwaldt, Green Chem., 2018, DOI: 10.1039/C8GC01340C

Graphical Abstract H2O2 Synthesis
Palladiumkatalysator zur direkten Wasserstoffperoxid-Synthese

Eine Forschungsarbeit des ITCP, IKFT und IMVT wurde in Chemical & Engineering News vorgestellt. Durch Untersuchung eines Palladiumkatalysators während der Synthese von Wasserstoffperoxid aus Wasserstoff und Sauerstoff wurde gefunden, dass α-Palladiumhydrid-Nanopartikel für die selektive Hydrierung von Sauerstoff verantwortlich sind.

Selinsek, M.; Deschner, B. J.; Doronkin, D. E.; Sheppard, T. L.; Grunwaldt, J.-D.; Dittmeyer, R. ACS Catal. 2018, 8, 2546-2557

Rufe und Preise

 

PD Dr. Wolfgang Kleist hat einen Ruf auf eine Professur in der Technischen Chemie an der Ruhr-Universität Bochum angenommen. Herzlichen Glückwunsch!

Johannes Bitzer, Deniz Zengel und Florian Maurer haben Stipendien für Ihre Doktorarbeit erhalten. Herzlichen Glückwunsch!

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Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter gesucht!

Schreiben Sie uns, wenn Sie an Katalyse, Spektroskopie, Röntgenmikroskopie, Technsiche Chemie oder Festkörperchemie interessiert sind!

Wir betreuen gerne motivierte Studierende für Bachelor-, Vertiefer- und Masterarbeiten.

Wir haben offene Stellen für interdisziplinär orientierte Doktorandinnen und Doktoranden! - Mehr INFOs hier

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