Katalízis és hidrogéntárolás

alprojektvezető: Dr. Kathó Ágnes

I. Alprojekt felépítése:

1. Katalízis munkacsoportvezető: Dr. Kathó Ágnes

2. Hidrogéntárolás munkacsoportvezető: Dr. Papp Gábor  

II. Célkitűzések:

• Vízoldható átmenetifém komplex katalizátorok előállítása (karbén- és tercier foszfin tipusú ligandumok valamint azok Rh-, Ru-, Ir- és Pd-komplexei) és alkalmazásuk hidrogénezési, hidrogénátviteli, H-D-csere, hidratálási, C-C kapcsolási reakciókban, allil-alkoholok redoxi izomerizációjában.
• A katalizátorok felhasználása

a./ biológiai membránok hidrogénezéssel történő módosításábanb./ para-hidrogénezési reakciókban MRI alkalmazásokhoz.

• Karbonátok és hidrogénkarbonátok hidrogénezése formiáttá, és a formiátok katalitikus bontása. Formiát-hidrogénkarbonát reverzibilis átalakításán alapuló hidrogéntároló rendszerek kidolgozása.
• Környezetkímélő katalitikus (fotokémiai aktiválásúak is) reakciók megvalósítása.

 III. Várható eredmények:

• A környezetszennyező szerves oldószerek használatának kiküszöbölése

a./ vizes közegben alkalmazható nagy aktivitású katalizátorok kifejlesztésével;b./ szilárd fázisú reakciók révén

• Biológiai, ill. környezeti szempontból releváns szubsztrátumok átalakítása, és környezetkímélő katalitikus technológiák kidolgozása
• Fémorganikus katalízisen alapuló, új típusú kémiai hidrogén-akkumulátorok kifejlesztése a megújuló forrásokból származó energia (kötött hidrogén formájában való) tárolására.

 IV. Infrastruktúra:Inert kamra (glove box)A terveinkben megjelölt reakciók jelentős részét oxigénre érzékeny komplexek katalizálják. Ez a berendezés lehetővé teszi, hogy a reakciókat a levegő oxigén- és nedvességtartalmának kizárásával tanulmányozhassuk.

GolyósmalomA kémiai reakciók legnagyobb része oldószerekben játszódik le, de azokat el kell választani a célvegyülettől, és gondoskodni kell regenerálásukról is. Előfordul az is, hogy az oldószer jelenléte mellékreakciókat idéz elő. Ezért előnyösek pl. azok a szilárd fázisú reakciók, amelyek a reaktánsok mechanikai őrlése során játszódnak le. A golyósmalmot ilyesfajta környezetbarát szintézisekhez kívánjuk alkalmazni.

Nagy térfogatú Parr reaktorA reakciók sebességét, szelektivitását gyakran befolyásoljuk a nyomás és/vagy hőmérséklet változtatásával. Ez a készülék lehetővé teszi a folyamatok nagyobb nyomáson és nagyobb hőmérsékleten való biztonságos kivitelezését. Pl. a hidrogéntárolás egyik lépésében a hidrogénkarbonátot nagy nyomáson hidrogénezzük, a képződő formiát bomlása pedig a képződő H2 miatt igényel nyomásálló reaktort.