Theoretische Methoden und heterogene Reaktionen

Die Arbeiten in meiner Gruppe umfassen ein breites Spektrum von Themen - Dies beginnt bei der Entwicklung neuer Methoden, beinhaltet die Arbeit an neuen Algorithmen zur Berechnung molekularer Eigenschaften und reicht bis zur Anwendung quantenchemischer Methoden. Im Rahmen der Methodenentwicklung ist meine Gruppe eingebettet in die Arbeiten am ORCA Programmpaket, wo wir uns mit neuen Ansätzen zur Lösung der Schrödingergleichung beschäftigen und DFT-Methoden zum Einsatz in der Elektrokatalyse arbeiten. Anwendungsprojekte sind z.B. die Berechnung intermolekularer Wechselwirkung, die Simulation von NMR Spektren, die Modellierung von Nanopartikeln und der Einsatz quantenchemischer Verfahren in Materialwissenschaften und Elektrokatalyse.

Forschungsthemen:

Quantenchemische Methoden in den Materialwissenschaften

Die Anwendung von Elektronenstrukturmethoden in den Materialwissenschaften birgt zahlreiche Herausforderungen - häufig sind die relevanten strukturellen Details eines Systems unbekannt oder nicht ausreichend charakterisiert. Während Simulationen wertvolle Informationen über Strukturen... [mehr]

Berechnung von Parametern in der NMR Spektroskopie

Mittels Elektronenstrukturmethoden lassen sich Parameter der NMR Spektroskopie mit guter Genauigkeit berechnen, wie wir in zahlreichen Studien belegt haben. So können berechnete chemische Verschiebungen oder Spin-Spin Kopplungskonstanten wertvolle zusätzliche Informationen liefern, wenn anhand experimenteller Daten indirekt molekulare Strukturen bestimmt werden... [mehr]

Methodenentwicklung / Tensorzerlegungsmethoden zur Lösung der Schrödingergleichung

Tensorzerlegungsmethoden finden sich prinzipiell in zahlreichen Näherungen von Elektronenstrukturmethoden. Sowohl die RI Näherung, als auch die Choleskyzerlegung, Laplace-MP2 Ansätze bis hin zur DMRG Methode basieren auf derartigen Verfahren.... [mehr]

Intramolekulare Wechselwirkung in Verbindung der schweren Hauptgruppenelemente

Im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms SPP 1807 "Control of London dispersioninteractions in molecular chemistry" arbeiten wir in Kooperation mit der Gruppe von Prof. M. Mehring der TU Chemnitz an neuartigen Verbindungen mit Wechselwirkungen von schweren Haupgruppenelementen wie Bismutund Pi-Systemen. Im Fokus stehen dabei vor allem van der Waals Wechselwirkungen, deren Rolle als strukturbildende Komponente in bestimmten Bereichen der Chemie erst in jüngeren Jahren erkannt und erforscht wurde... [mehr]

Modellierung von Katalysatoren und Reaktionsmechanismen in der Elektrochemie

Zwei der wichtigsten Reaktionen der elektrokatalytischen Energiekonversion sind die elektrochemische Wasserspaltung und die zugehörige Rückreaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Diese Reaktionen sind Teil der Prozesse in Wasserelektrolyseuren, die mittels Strom Wasserstoff erzeugen und Teil der Brennstoffzellenreaktion, die aus der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff Strom generiert. [mehr]