Potsdamer Wissenschaftler entwickeln neue Materialien für Katalyse und Energiespeicherung

Weltweit werden daher neuartige Gasspeicher und Katalysatormaterialien entwickelt. Da für diese Anwendungen große Oberflächen und eine gewisse Temperaturstabilität wichtig sind, haben insbesondere stabile, hochporöse Materialien, sogenannte metallorganischen Netzwerke, weltweit die Aufmerksamkeit der Forscher erregt.

Eine internationale Forschergruppe unter der Leitung von Andreas Taubert, Juniorprofessor für Supramolekulare Chemie an der Universität Potsdam und am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Golm, hat nun in der renommierten Fachzeitschrift „Journal of the American Chemical Society“ einen neuen Typ poröser Materialien vorgestellt.

Die sogenannten Metall-Peptid-Netzwerke bestehen aus Kupfer- oder Calcium-Ionen, die über kurze Proteinfragmente, sogenannte Peptide, miteinander verbunden sind. Die Substanzen weisen, analog zu den bisher bekannten metallorganischen Netzwerken, Hohlräume auf, die beispielsweise mit Wasserstoff beladen und in der Energiespeicherung Anwendung finden könnten. Der Vorteil der neuen Stoffe liegt in ihrer einfachen Strukturvariation durch Variation der Peptidbausteine.

Da Peptide aus noch kleineren Komponenten, sogenannten Aminosäuren, aufgebaut sind, die fast beliebig gegeneinander ausgetauscht werden können, sind mittels ein und derselben Methode viele verschiedene Netzwerkstrukturen und damit verschiedene Eigenschaften erreichbar. So kann zum Beispiel ein Netzwerk für die Speicherung von Wasserstoff optimiert werden, wohingegen der Austausch einer einzigen Aminosäure im Peptid zu einer höheren Affinität zu Methan führen könnte und das entsprechende Material daher eher in der Methanspeicherung eingesetzt würde. Je nach Bedarf würde beispielsweise ein Auto eher mit einem für Wasserstoff oder für Methan optimierten Speichermaterial ausgerüstet.

Der Beitrag der Potsdamer Wissenschaftler ist veröffentlicht in:
Alexandre Mantion et al., J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 2517. und Eur. Pat. Appl. 07150118.3-2104.