Dealloying is a powerful method to fabricate nanoporous (np) materials for electrochemical synthesis and catalysis. This dissertation consists of two parts. The first discusses how adjusting the dealloying parameters (e.g. electrolyte solution) of Zn80Cu20 alloy ribbons to control the nanostructure of np-Cu ribbons. For example, the adsorbed chloride anions in HCl enhance the surface diffusivity of Cu, leading to the formation of larger ligaments, while the slow diffusivity of Cu (hydr)oxide species in NaOH results in smaller ligaments. The second part focuses on the utilization of the np-Cu ribbons as a cathode material for the electrosynthesis of cyclic carbonates such as 1,2-butylene carbonate and propylene carbonate from carbon dioxide and epoxides under mild conditions. Altogether, this dissertation provides deeper insights into the reaction mechanism of cyclic carbonates formation on Cu-based electrodes and allows tuning the structural properties of np-Cu.
Entlegieren ist ein effizientes Verfahren zur Herstellung von nanoporösen (np) Materialien für die elektrochemische Synthese und Katalyse. Diese Dissertation besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil zeigt, welchen Einfluss die Parameter (z.B. Elektrolytlösung) beim Entlegieren von Zn80Cu20-Bändern auf die Nanostruktur hat. Chloridionen aus HCl erhöhen die Diffusionsgeschwindigkeit von Cu, was zu größeren Ligamenten führt, während im alkalischen die Oberflächenbeweglichkeit von Cu Atomen langsamer ist und zu kleineren Ligamenten führt. Der zweite Teil konzentriert sich auf die Verwendung von np-Cu als Kathodenmaterial für die Elektrosynthese von cyclischen Carbonaten, wie 1,2-Butylencarbonat und Propylencarbonat aus Kohlendioxid, und Epoxiden unter milden Bedingungen. Insgesamt liefert diese Dissertation tiefere Einblicke in den Reaktionsmechanismus der Bildung von Cyclocarbonaten in Zusammenhang mit den strukturellen Eigenschaften der np-Cu Elektroden.
von Gunther Wittstock ; Marcus Bäumer ; Wilke Dononelli ; Thorsten Klüner ; Lukas Lührs ; Christoph Mahr ; Lyudmila V. Moskaleva ; Mehtap Özaslan ; Thomas Risse ; Andreas Rosenauer ; Anne Staubitz ; Jörg Weißmüller ; Arne Wittstock
von Daniel J. S. Sandbeck ; Niklas Mørch Secher ; Masanori Inaba ; Jonathan Quinson ; Jakob Ejler Sørensen ; Jakob Kibsgaard ; Alessandro Zana ; Francesco Bizzoto ; Florian D. Speck ; Michael T. Y. Paul ; Alexandra Dworzak ; Carsten Dosche ; Mehtap Özaslan ; Ib Chorkendorff ; Matthias Arenz ; Serhiy Cherevko
