Promotionsverteidigung Dipl.- Phys. Aleksej Friedrich

Am Freitag, dem 13. Dezember 2019, verteidigt um 15:00 Uhr im HS I des Instituts für Physik der Universität Rostock Herr Aleksej Friedrich (Experimentalphysik, AG Prof. Dr. Lochbrunner) seine Dissertation zum Thema „Ultraschnelle Relaxation und Elektronentransfer bei Photosensibilisatoren basierend auf Übergangsmetallen der ersten Reihe“.

Zusammenfassung
Zur photokatalytischen Herstellung von Wasserstoff aus Wasser werden neben Katalysatoren auch Lichtsammeleinheiten (Photosensibilisatoren) benötigt. In dieser Arbeit werden mit ultraschneller Anrege-Abfrage-Spektroskopie Metallkomplexe auf Basis von Chrom, Eisen und Kupfer auf ihre Eignung als Photosensibilisatoren untersucht. Bei Chrom- und Eisenkomplexen findet nach der Absorption von Licht eine schnelle Relaxation in niederenergetische, metallzentrierte Zustände statt. Anhand von Eisenkomplexen wurde gezeigt, dass durch ein geeignetes Design der Liganden solch eine Relaxation verlangsamt werden kann und so für die Katalyse nutzbare Zustände entstehen können. Weiterhin wurde ein Modellsystem zur Wasserstoffherstellung untersucht, das auf einem Kupferkomplex als Photosensibilisator basiert. Es zeigte sich, dass die Effizienz bei der Übertragung von Elektronen vom Photosensibilisator auf den Katalysator bei 31% liegt, was darauf hindeutet, dass die Ausbeute durch Ladungsrekombinationsprozesse begrenzt ist.

Abstract
A photocatalytic system, which generates solar fuels like hydrogen, requires, besides the catalyst, a photosensitizer. This light harvesting unit absorbs the sun light and supplies the catalytic system with energy to keep the reaction cycle going. This thesis focuses on photosensitizers based on chromium, iron, and copper. Ultrafast pump-probe spectroscopy is used to get insight into the relaxation processes following photo absorption. Chromium and iron complexes suffer from fast relaxation into low-energy metal-centered states, which prevent photocatalytic hydrogen generation. On the basis of iron complexes, it was shown, how smart design of ligands can slow down such a relaxation and a potentially catalytically usable state can be obtained. Furthermore, a hydrogen evolving model system based on a copper complex as photosensitizer was studied. The efficiency for the electron transfer from the photosensitizer to the catalyst was determined to be 31%. This indicates that charge recombination processes prevent a high hydrogen yield.

Organization

  • Institut für Physik

Location

  • Institut für Physik
    Albert-Einstein-Straße 23
    18059 Rostock

Back to Eventlist