Trendbericht Theoretische Chemie 2/2: Mit dem Computer zu effizienteren Katalysatoren

Theoretische und Computerchemie können als Grundpfeiler dienen, um homogene Katalysatoren zu verbessern. Dabei klären sie mit Operando-Modellen nicht nur die Funktionsweise der Katalysatoren, sondern sagen diese auch vorher.

Mit dem Computer zu effizienteren Katalysatoren

Neue Katalysatoren entwerfen

Rationelles Design neuer Katalysatoren wird zunehmend von der theoretischen und der Computerchemie getrieben. Diese liefern zeit- und raumaufgelöste Informationen, die im Experiment nicht zugänglich sind. Sie zeichnen ein atomistisches Bild der Reaktanden, Intermediate, Übergangszustände und Produkte und geben Auskunft über die Thermodynamik und die Kinetik der Reaktion.

Langfristiges Ziel ist es, stabile, selektive und aktive Katalysatoren in silico vorherzusagen. Dabei hängt die Güte der Vorhersagen von der Genauigkeit der Berechnung ab.

Für eine möglichst genaue Rechnung, aus der sich Vorhersagen ableiten lassen, ist der Katalysator mit einem möglichst realistischen, einem Operando-Modell zu beschreiben. Dies umfasst die Rechenmethode ebenso wie das chemische Modell.

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