„Das Besondere ist, dass das Material nicht nur eine sehr hohe Aufnahmekapazität für CO2 hat, sondern dass diese in Anwesenheit von Wasser sogar mehrfach höher ist. Wasser, das immer in der Umgebungsluft und Abgasen enthalten ist, stört hier nicht, sondern hat überraschenderweise einen äußerst positiven Effekt“, sagt Sauer, renommierter Quantenchemiker und Senior Researcher am Institut für Chemie der Humboldt-Universität.
Funktionsweise des Materials durch quantenchemische Berechnungen aufgeklärt
Joachim Sauer war im Forschungsteam für die quantenchemische Analyse der Wirkungsweise des Materials COF-999 auf atomarer Ebene verantwortlich. Die experimentellen Erkenntnisse allein reichten nicht aus, um die genaue Position der Amingruppen in der porösen Struktur zu bestimmen, an die CO2-Moleküle andocken. Daher wurde zunächst ein Strukturmodell entwickelt, das mit den experimentellen Ergebnissen übereinstimmt. Im zweiten Schritt wurde berechnet, wie stark CO2 an die verschiedenen Amingruppen in unterschiedlichen Positionen gebunden wird und wie sich diese Bindung in Anwesenheit von Wassermolekülen verändert.Prof. Dr. Joachim Sauer: „Unsere quantenchemischen Rechnungen sind unverzichtbar, weil das atomare Verständnis der Funktionsweise die Basis für die Entwicklung weiter verbesserter Materialien ist. Daran arbeiten wir zurzeit mit unseren Partnern an der UC Berkeley und der Universität Chicago.“
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.hu-berlin.de/de/pr/nachrichten/januar-2025/nr-25116-2
Quelle: Humboldt-Universität zu Berlin (01/2025)
Publikation:
Z.Zhou, T. Ma, H. Zhang, S. Chheda, H. Li, K. Wang, S. Ehrling, R. Giovine, C. Li, A.H. Alawadhi, M.M. Abduljawad, M.O. Alawad, L. Gagliardi, J. Sauer,* O.M. Yaghi,* Carbon dioxide capture from open air using covalent organic frameworks, Nature 635 (2024) 96-101: https://www.nature.com/articles/s41586-024-08080-x