Die DFG fördert den neuen Sonderforschungsbereich „TrackAct (Tracking the Active Site in Heterogeneous Catalysis for Emission Control)“ zum Verständnis katalytischer Prozesse (Pressemitteilung). Die Vision des Sonderforschungsbereichs „TrackAct“ ist es, Edelmetall-Katalysatoren atompräzise zu designen und ihre Struktur bzw. das aktive Zentrum im Reaktor detailgenau zu verfolgen und zu steuern, auch in technisch angewandten Systemen. Katalysatoren sollen aktiver und langlebiger werden. Zu den Zielen des SFB gehört es, alle Strukturen und Längenskalen auch mit theoretischen Modellen und Simulationen abzubilden (TrackAct). Neben dem Sprecher des SFB, Jan-Dierk Grunwaldt, sind am IKFT Felix Studt, Silke Behrens, Olaf Deutschmann und Philipp Plessow am Sonderforschungsbereich als principal investigators beteiligt.

Fortschritte in der Materialwissenschaft ermöglichen die Synthese von bimetallischen Nanopartikeln mit genau definierten atomaren Anordnungen, wie einatomige Legierungen, intermetallische Strukturen und Kern-Schale-Materialien. Forscher am IKFT haben quantenchemische Berechnungen genutzt, um das katalytische Verhalten von Pd-Au-Kern-Schale-Nanostäbchen zu verstehen. Diese wurden von Mitarbeitern der Universität Utrecht synthetisiert und getestet. Mithilfe von Kolloidmethoden wurden gut definierte und präzise abstimmbare mesoporöses Siliziumdioxid-beschichtete Au-Kern-Pd-Schalen-Nanostäbchen hergestellt, die anschließend für die selektive Hydrierung von Butadien untersucht wurden. Mit Hilfe von Dichtefunktionaltheorieberechnungen untersuchten die Forscher am IKFT den Einfluss der Oberflächenfacetten, der Pd-Schalendicke und der Gitterdehnung auf die Adsorptionsenergien der Reaktanten (Butadien, Propen, Buten und Wasserstoff), die wiederum die Aktivität und Selektivität bestimmen sollen. [J. E. S. van der Hoeven, J. Jelic, L. A. Olthof, G. Totarella, R. J. A. van Dijk-Moes, J-M.  Krafft, C. Louis, F. Studt, A. van Blaaderen and P. E. de Jongh, Unlocking synergy in bimetallic catalysts by core–shell design, NATURE MATERIALS, 2021, in press]