Molekulares Management von Sonnenenergie - Chemie von MOST Systemen

01.09.2023 bis 31.08.2027

Die Speicherung von Sonnenenergie in Form von chemischer Energie in metastabilen Isomeren und deren kontrollierte Freisetzung ist der zentrale Aspekt der MOST-Technologie. In diesem Projekt sollen bisher wenig untersuchte 1,2-Dihydro-1,2-azaborine, die Bor-Stickstoff-Analoga des Benzols (BNB), und deren metastabile Dewar-Isomere (BND) als Speicher chemischer Energie untersucht werden. Diese Verbindungen vereinen hohe Speicherenergien mit langer Lebensdauer der Speicherform, jedoch ist der Überlapp mit dem Sonnenspektrum weiter zu optimieren.
Ziel des Projektes ist es, die fundamentalen Eigenschaften des BNB/BND-Paares in Abhängigkeit von Parametern wie chemischer Substituenten, funktioneller Gruppen und Lösungsmittel zu verstehen. Aufbauend auf diesem grundlegenden Verständnis soll die Basis gelegt werden für die Entwicklung von BNB/BND-Systemen, die sehr hohe Speicherdichten, adressierbare Speicherzeit und die Absorption von Sonnenlicht vereinen.
Im Rahmen dieses Projekts werden Synthesestrategien für den effizienten Zugang zu zentralen Synthesezwischenstufen in größerem Maßstab mittels Flusschemie (Arbeitspaket 1) erarbeitet. Diese zentralen Zwischenstufen werden in den anderen Arbeitspaketen in die zu untersuchenden Zielmoleküle überführt, wobei innerhalb von FOR MOST kooperativ auch katalytische Verfahren zur Funktionalisierung entwickelt werden. Das grundlegende Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Zusammenhänge bezüglich photochemisch induzierter Energiespeicherung und nachfolgender Energiefreisetzung wird in Arbeitspaket 2 erarbeitet. Die so gewonnenen Erkenntnisse helfen uns Materialien mit hoher Energiedichte, adressierbarer Speicherzeit (Arbeitspaket 3) und mit optimiertem Überlapp mit dem Sonnenspektrum (Arbeitspaket 4) zu entwickeln.
Innerhalb von FOR MOST wird die enge Verzahnung des Projekts mit Partnerprojekten wesentlich zum besseren Verständnis einer neuen molekularen Speicherform von Sonnenenergie beitragen und so die Entwicklung neuer Materialien für zukünftige Technologieplattformen ermöglichen.