T392-2025 - Wiss. Mitarbeiter:in (w/m/d) - Räumlich-aufgelöste operando-Katalyse während der CO2-Aktivierung - Darmstadt

Darmstadt / 58% / Befristet (3 Jahre) / Entgeltgruppe 13 TV TU Darmstadt / zum nächstmöglichen Zeitpunkt

Über die TU Darmstadt

Die TU Darmstadt steht für exzellente und relevante Wissenschaft. Die tiefgreifenden globalen Veränderungsprozesse – von Energiewende bis zu Künstlicher Intelligenz – gestalten wir durch herausragende Erkenntnisse und zukunftsweisende Studienangebote entscheidend mit. Unsere Spitzenforschung bündeln wir in drei Feldern: Energy and Environment, Information and Intelligence, Matter and Materials. Als eine in der Metropolregion Frankfurt-Rhein-Main verankerte und sehr stark international geprägte Universität sehen wir uns den europäischen Werten und der europäischen Integration verpflichtet.

Über unseren Bereich

Das Labor für Oberflächenchemie und in situ/operando-Spektroskopie unter der Leitung von Prof. Christian Hess ist eine multidisziplinäre Forschungsgruppe, die daran arbeitet, die Funktionsweise von Katalysatoren und Gassensoren auf molekularer Ebene zu verstehen.

Es werden neuartige spektroskopische Ansätze entwickelt und auf die Charakterisierung von energie- und umweltrelevanten Materialien unter Arbeitsbedingungen (operando-Ansatz) angewendet. Beziehungen zwischen (Defekt-)Struktur und Aktivität/Selektivität werden durch die Kombination verschiedener spektroskopischer Techniken untersucht. Kontrollierte Syntheseansätze sowie die nanoskalige Strukturierung mittels Atomlagenabscheidung ermöglichen die gezielte Gestaltung von Oberflächen für Anwendungen in der Katalyse und Gassensorik.

Ihre Aufgaben

Aktuell suchen wir eine:n wissenschaftliche:n Mitarbeiter:in (Doktorand:in) für unsere Aktivitäten im Bereich der Mechanismusaufklärung der CO2-Aktivierung über kupfer- und goldhaltigen Katalysatoren mittels räumlich-aufgelöster Katalyse und in situ/operando-Spektroskopie. Das Projekt hat engen Kontakt zu unseren laufenden Aktivitäten im Bereich der CO2-Hydrierung (RWGS, Methanolbildung).

Im Zusammenhang mit der Erderwärmung stellt sich die globale Herausforderung, die Menge an atmosphärischem CO2 zu verringern. Neben anderen Maßnahmen stellt insbesondere die katalytische Umwandlung von CO2 zu Wertprodukten einen nachhaltigen Ansatz zur Reduktion von CO2-Emissionen und der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern dar. Für die wissensbasierte Entwicklung verbesserter Katalysatoren ist die Analyse der Katalysatorstruktur und insbesondere der aktiven Zentren unter Reaktionsbedingungen von zentraler Bedeutung. Es ist bekannt, dass sich in katalytischen Reaktoren aufgrund des sich ändernden chemischen Potentials Gradienten ausbilden, welche die Katalysatoreigenschaften modifizieren. Für ein umfassendes Verständnis der Funktionsweise von Katalysatoren für die CO2-Umsetzung ist daher die Entwicklung räumlich-aufgelöster Methoden notwendig, welche die aktiven Spezies/Zentren entlang des Katalysatorbetts identifizieren können.

Ihre Aufgaben im Einzelnen:

• Mitarbeit an dem oben genannten Forschungsvorhaben

• Herstellung und Charakterisierung von kupfer- und goldhaltigen Katalysatoren (u.a. XRD, XPS, Raman, UV-Vis, SEM/TEM)

• Untersuchung des räumlich-aufgelösten Katalyseverhaltens in einem Profilreaktor

• Struktur-Aktivitäts-Beziehungen mittels in situ-/operando-Spektroskopie (IR, Raman, UV-Vis)

• Mechanismusaufklärung der CO2-Hydrierung über kupfer- und goldhaltigen Katalysatoren

• Verschriftlichung und Präsentation der Ergebnisse

• Mitarbeit in der Lehre im Fachgebiet "Physikalische Chemie" durch die Betreuung von Übungsveranstaltungen, Praktika und Abschlussarbeiten