• Spektroskopische Untersuchungen von intermetallischen Phasen hinsichtlich Energiespeicherung
   (Joop Enno Frerichs)

  Durch NMR spektroskopische Untersuchungen von intermetallischen Phasen können wichtige mechanistische Einblicke hinsichtlich Energiespeicherung und Katalyse gewonnen werden. Besonders im Bereich der Lithium Ionen Batterien können anhand NMR spektroskopischer Messungen Mechanismen aufgeklärt, Materialien charakterisiert und in Konsequenz bestehende Technologien verbessert werden. Zudem können bei gezielter Kombination von NMR Experimenten und in situ Methoden neue Möglichkeiten zur Untersuchung von Batteriekomponenten geschaffen werden. 

  

• Mechanistische NMR und EPR Untersuchungen photonischer Materialien (Lena Funke)

  Die Strukturen von photo-thermo-refraktiven Gläsern und polykristallinen Leuchtstoffen sollen aufgeklärt werden. Gebildete Nanokristallen und Defektzentren werden mittels einfacher und moderner gepulster Magnetresonanztechniken (NMR und EPR) untersucht. Dabei wird der Einfluss chemischer und physikalischer Variation betrachtet.

  

• Analyse der Mikrostruktur von Zement mittels Tieffeld-NMR (Regine Hammer)

  Zement ist ein wichtiger Rohstoff, welcher in jeglichen industriellen und privaten Bereichen Anwendungen findet. Der Aufbau der Mikrostruktur des Zements, welche für dessen Stabilität verantwortlich ist, ist bis zum heutigen Tage nicht vollständig geklärt. Um ein bessere Verständnis des Materials zu erhalten, verwenden wir zum einen die thermogravimetrische Analyse (TGA) und zum anderen Tieffeld-NMR-Spektroskopie, wodurch ein direkter Einblick in die Verteilung der Mikrostruktur erhalten werden kann. Die Verfolgung einer Hydratisierungsreaktion eines Zementes über einen sehr großen Zeitraum kann zusätzlich zu neuen Erkenntnissen führen.

  

• Calcium-Silikat-Hydrat-Phasen (Sandra Haverkamp)

  Mit dem Ziel den Kohlenstoffdioxid-Ausstoß bei der Herstellung und Verwendung von Zementen in der Bauindustrie zu verringern, werden synthetische Calcium-Silikat-Hydrat-Phasen (CSH-Phasen) untersucht. CSH-Phasen machen den Hauptanteil der Festigkeit von Zement aus, wodurch sie einen idealen Ansatzpunkt für die Zementforschung bilden. Die verwendeten CSH-Phasen wurden mit organischen Additiven versetzt und deren Einfluss auf die Struktur unter anderem mittels Festkörper-NMR untersucht.
  (in Kooperation mit A. Geppert (HBRS/Uni Siegen), Prof. Dr. R. Trettin (Uni Siegen), Prof. Dr. S. Witzleben (HBRS); BMBF Projekt Nr. 03FH016I3)
  

  

  

• Festkörper NMR und cw-EPR Charakterisierung neuer Materialien mit Fokus auf Bor zentrierten Lewis-Säuren als reaktives Zentrum (Robert Knitsch)

  Meine Forschung beschäftigt sich mit verschiedenen neuen organischen und anorganischen Materialien in denen Bor-zentrierte Lewis-Säuren eine entscheidende Rolle spielen. Untersucht werden hierbei Wasserstoff-Katalysatoren, Wasserstoffspeicher und Bor-dotierte leitfähige Polymere. Zur Charakterisierung verwende ich ein- und zweidimensionale Festkörper NMR Experimente, deren Ergebnisse durch DFT Berechnungen unterstützt werden. Paramagnetische Borspezies können hingegen besser durch geeignete EPR Methoden untersucht werden.

  

• Festkörper-NMR-Spektroskopie an sauren Zentren in nicht-klassischen Zeolithen (Christian Schröder; AK Koller)

  Der Forschungsschwerpunkt liegt auf der Untersuchung saurer (und damit katalytisch aktiver) Zentren in nichtklassischen Zeolithen, einer Gruppe nanoporöser Alumosilikatverbindungen. Klassische Zeolithe wie Zeolith Y werden schon seit Jahrzehnten für die Industrie wichtige Katalysatoren und Adsorbermaterialen verwendet, die Fülle an neuen nichtklassischen Zeolith-Gerüststrukturen jedoch ermöglicht möglicherweise neue wichtige Reaktionen und Prozesse. Festkörper-NMR Methoden helfen dabei, die Positionen, Konfigurationen und weitere wichtige Eigenschaften der sauren Zentren in diesen bisher wenig spektroskopisch untersuchten Materialien herauszufinden.

  

• Aluminium-Phosphor basierte Frustrierte Lewis-Paare (Anna-Lena Wübker)

  Frustrierte Lewis-Paare (FLP´s) finden vor allem bei der Spaltung von Wasserstoff oder anderen kleinen Molekülen als Katalysatoren Verwendung. Aus diesem Grund ist die Charakterisierung dieser FLP´s sehr interessant, vor allem da das Aluminium aufgrund verschiedener Wechselwirkungen zu sehr breiten NMR-Spektren führt. In der Flüssig-NMR sind Aluminium-Spektren aufgrund dieser Wechselwirkungen nur sehr schlecht messbar und auch in der Festkörper-NMR existieren deshalb viel Probleme, die jedoch mithilfe spezieller Messmethoden gelöst oder zumindest minimiert werden können.