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Heterogene Katalyse und Nachhaltige Energie

Der Fokus unserer Forschungsgruppe liegt auf dem Design und der Entwicklung von funktionellen nanostrukturierten Materialien für katalytische Anwendungen im Bereich nachhaltiger Energie. Unser Ziel ist die Verbesserung des Verständnisses von Struktur-Aktivitäts-Beziehungen im Bereich der heterogenen Katalyse und Materialwissenschaften. Eine unserer Schlüsselstrategien ist die präzise Kontrolle von Struktur, Morphologie, Topologie und Zusammensetzung der Materialien auf der Nanoskala durch die Verwendung von sogenannten top-down oder bottom-up Verfahren, bei welchen bevorzugt Soft- und Hardtemplatierungsmethoden eingesetzt werden. Zu unseren untersuchten Modellreaktionen zählen unter anderem die Wasserspaltung sowie die katalytische Umsetzung von CO und CO2. Darüber hinaus gilt unser Interesse auch dem Design von nanostrukturierten Halogenid Perowskiten und der Erforschung ihrer neuartigen Eigenschaften und ihres Potentials im Bereich der Katalyse.

Harun Tüysüz

Priv.-Doz. Dr. Harun Tüysüz

2016
Habilitation an der Ruhr-Universität Bochum
2012
Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
2009-2011
Post-Doc, University of California Berkeley (Prof. Peidong Yang)
2005-2008
Promotion, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (Prof. Ferdi Schüth)
2002-2004
Masterarbeit, Gebze Teknologie Institut
1998-2002
Studium der Chemie, Universität Akdeniz
1978
Geboren in Riha / Türkei
2019
Volkswagenstiftung Preis für die Förderinitiative "Leben? – Ein neuer Blick der Naturwissenschaften auf die grundlegenden Prinzipien des Lebens"
2016
Jochen-Block-Preis der Deutschen Katalysegesellschaft (GeCatS)
2010
DFG Forschungsstipendium
2008
Buchpreis der Fakultät für Chemie, Universität Bochum
 

November 2016:
Meine Habilitation habe ich an der Ruhr-Universität Bochum abgeschlossen und mir wurde die akademische Bezeichnung Privatdozent verliehen.
http://www.kofo.mpg.de/de/aktuelles/news/dr-harun-tueysuez-hat-seine-habilitation-im-bereich-anorganische-chemie-an-der-ruhr-universitaet-bochum-erfolgreich

Juli 2016: 
Unser Manuskript über künstliche Pentlandit Katalysatoren für die Wasserstofproduktion wurde in Nature Communications veröffentlicht
http://www.kofo.mpg.de/de/aktuelles/news/entdeckung-kuenstlicher-pentlandit-katalysatoren-fuer-die-wasserstoffproduktion

Juni 2016: 
Wir freuen uns Teil des Carbon2Chem Konsortiums, welches die Umwandlung industrieller Gase in Feinchemikalien untersucht, zu sein
http://www.kofo.mpg.de/de/aktuelles/news/mpi-forscher-erhaelt-hohe-foerderung-des-bmbfs-fuer-beteiligung-am-verbundprojekt-carbon2chem-
 
April 2016: 
Mein erster Doktorand, Tobias Grewe, hat mit elf Publikationen promoviert und arbeitet nun bei Infineon Technologies AG, Warstein. Herzlichen Glückwunsch Tobias

März 2016: 
Der Jochen-Block-Preis 2016 geht an meine Forschungsgruppe
http://www.kofo.mpg.de/de/aktuelles/news/preis-fuer-originelle-und-grundlegende-forschung-an-muelheimer-katalyseforscher-dr-harun-tueysuez-erhaelt-jochen-block-preis-2016
http://dechema.de/10_2016+Jochen+Block+Preis-p-20051125-path-1,123215.html

Januar 2016: 
Unser Buch „Solar Energy for Fuels“ wurde als Hardcover und als E-Book veröffentlicht
(siehe Abbildung oben)
http://www.springer.com/us/book/9783319230986

  1. offene Stelle für eine Masterarbeit
  2. Open PhD Position - Transition Metal Nanoparticles: A Missing Link Between Early Earth and Early Life 
  3. Open PhD Position - Mesostructured Metal Oxides for Catalytic Applications

Forschungsthemen

Katalytische Wasserspaltung
Katalytische Wasserspaltung

Katalytische Wasserspaltung

Inspiriert von der künstlichen Photosynthese ist die Photoelektrolyse von Wasser mit Sonnenlicht zur Erzeugung von sauberen H2 ein vielversprechender Weg, Sonnenenergie in Form von chemischer Energie zu speichern. Die Wasserspaltung setzt sich aus zwei Halbreaktionen zusammen, namentlich der Sauerstoffentwicklungsreaktion (Oxygen Evolution Reaction, OER) und der Wasserstoffentwicklungsreaktion (Hydrogen Evolution Reaction, HER). Die OER ist die kinetisch anspruchsvollere der beiden Reaktionen, da hier ein erhöhtes Überpotential benötigt wird, um einen Vier-Elektronen-Übergangsprozess zu induzieren. Daher gibt es ein erhöhtes Interesse an der Entwicklung effizienterer, nicht-edelmetallbasierter Elektrokatalysatoren für die OER.

Laufende Projekte unserer wissenschaftlichen Arbeit konzentrieren sich auf die Entwicklung von neuen synthetischen Methoden zur Herstellung von nicht-edelmetallbasierten nanostrukturierten Oxiden als Elektrokatalysatoren für die OER. Wir nutzen Templatierungsmethoden als Werkzeuge um definierte mesostrukturierte Materialien herzustellen, um so Korrelationen zwischen strukturellen Eigenschaften und katalytischer Leistung der Materialien aufzudecken. Dadurch sollen noch effizientere Katalysatoren für die OER entwickelt werden.

Wir sind Mitglied in der MAXNET Energy Vereinigung der Max‑Planck‑Gesellschaft und im DFG gefördertem Collaborative Research Centre/Transregio 247, in welchem wir die Struktur‑Aktivitätsbeziehung in heterogen katalysierten Reaktionen, einschließlich der OER, experimentell untersuchen.

https://maxnetenergy.cec.mpg.de/

https://www.uni-due.de/sfbtrr247/

Ausgewählte Publikationen:

1.    Moon, G-H.; Yu, M.; Chan, C. K.; Tüysüz, H. In-situ formation of highly electroactive species directed from homogeneous cobalt precursors for oxygen evolution reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 131, 3529   
https://doi.org/10.1002/anie.201813052


2.    Deng, X.; Öztürk, S.; Weidenthaler, Tüysüz, H. Iron-induced activation of ordered mesoporous nickel cobalt oxide electrocatalyst for the oxygen evolution reaction, ACS. App. Mater. Interfaces. 2017, 9, 21225      
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.7b02571


3.    Deng, X.; Tüysüz, H. Cobalt oxide based materials as water oxidation catalysts: recent progress and challenges, ACS Catalysis, 2014, 10, 3701   
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cs500713d
 

Katalytische Umsetzung von CO und CO2
Katalytische Umsetzung von CO und CO2

Katalytische Umsetzung von CO und CO2

Der Kohlenstoff-Fußabdruck erzeugt ernste ökologische Probleme. Dabei haben CO und CO2 das Potential, als Ausgangsstoffe für die Synthese von nachhaltigen Materialien und Feinchemikalien verwendet zu werden. Wir sind ein Partner des vom BMBF geförderten Carbon2Chem Projekts, welches die Nutzung von Hüttengasen als Ausgangsstoffe für die Herstellung von Feinchemikalien und nachhaltigen Produkten erforscht. Dabei arbeiten wir mit einem industriellen Partner zusammen und entwickeln Katalysatoren mit hoher Oberfläche für die Umwandlung von CO zu Intermediaten als Bausteine für Polymere.

https://www.umsicht.fraunhofer.de/en/strategic-lines-of-research/carbon-cycle.html

Weiterhin untersuchen wir die katalytische Umsetzung von CO2 in der Forschung zum Ursprung des Lebens. Dabei versuchen wir den Serpentinisierungsprozess nachzuahmen, der in der Erdkruste stattfindet. Bei diesem Prozess erfolgt die Hydrolyse und Umwandlung von Mineralien zu H2 und einem katalytisch aktivem Material, welche mit CO2 zu Kohlenwasserstoffen weiter reagieren können. Diese Kohlenwasserstoffe sind essentiell für den Ursprung des Lebens auf der Erde. Wir wurden zusammen mit unseren Partnern für fünf Jahre mit der Förderung der Initiative „Leben?“ der Volkswagenstiftung ausgezeichnet und erforschen die katalytische Umsetzung von CO2 unter extremen Bedingungen.

http://portal.volkswagenstiftung.de/search/projectDetails.do?ref=96724

Ausgewählte Publikationen:


1.    Baehr, A.; Moon, G-H.; Diedenhoven, J.; Kiecherer, J.; Barth, E.; Tüysüz, H. Reactor design and kinetic study on adsorption/desorption of CO and Cl2 for industrial phosgene synthesis, Chem. Ing. Tech. 2018, 90, 1513  
https://doi.org/10.1002/cite.201800016


2.    Preiner, M.; Xavier, J.; Sousa, F.; Zimorski, V.; Neubeck, A.; Lang, Q. S.; Greenwell, C.; Kleinermanns, K.; Tüysüz, H.; McCollom, T.; Holm, N.; Martin, F. W. Serpentinization: connecting ancient metabolism, geochemistry and industrial hydrogenation, Life, 2018, 8, 41  
https://doi.org/10.3390/life8040041


3.    Preiner, M.; Yu, M.; Varma, S. J.; Muchowska, K. B.; Tüysüz, H*.; Moran, J*.; Martin, W. F*. Serpentinization product Awaruite (Ni3Fe) catalyzes CO2 fixation via H2 under alkaline hydrothermal vent conditions, 
https://doi.org/10.1101/6829

 

Halogenid Perowskite als neue Klasse von Katalysatoren
Halogenid Perowskite als neue Klasse von Katalysatoren

Halogenid Perowskite als neue Klasse von Katalysatoren

Halogenid Perowskite besitzen faszinierende physikalisch-chemische sowie optoelektronische Eigenschaften und sind dadurch im letzten Jahrzehnt ins Rampenlicht der Photovoltaikforschung geraten. Auch in der heterogenen Katalyse hat diese Klasse von Materialien große Aufmerksamkeit erlangt. Teile unserer Forschung sind dem Design und der Entwicklung von neuartigen nanostrukturierten Halogenid Perowskiten gewidmet, um deren innovative katalytischen Eigenschaften für thermisch- und licht-katalysierte Modellreaktionen zu untersuchen

Ausgewählte Publikationen:

1.    Chen, K.; Schünemann, S.; Song, S.; Tüysüz, H. Structural effect on the optoelectronic properties of halide perovskites, Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 7045
http://dx.doi.org/10.1039/C8CS00212F

2.    Chen, K.; Deng, X.; Dodekatos, G.; Tüysüz, H. Photocatalytic polymerization of
3, 4-ethylenedioxythiophene over cesium lead iodide perovskite quantum dots, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 12267  
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.7b06413

3.    Chen, K.; Tüysüz, H. Morphology-controlled synthesis of organometal halide perovskite inverse opals, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 13806.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201506367/full

 

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