Das gemeinsame Team der Yale University und der Technischen Universität Ilmenau erforscht den Einsatz von effizienten halbleitenden Photoabsorbern für die organische Synthese. Halbleiter sind bekannt dafür, Licht effizient in Ladungen umzuwandeln, und Photokatalysatoren steuern die Ladungstransferprozesse, um Redoxreaktionen zur Bildung stabiler Produkte anzutreiben. Die photokatalytische organische Synthese ähnelt der Photoredox-Katalyse für die Koevolution von reduktiven und oxidativen Reaktionen vor Ort, produziert aber während der Koevolution oberflächengebundene organische Moleküle. Allerdings ist die Beziehung zwischen der Energetik und Kinetik des Chargetransfers und der Oberflächenreaktivität weniger bekannt, was das Design von Synthesewegen unter Verwendung von Photokatalysatoren einschränkt. Um diese Lücke zu schließen, untersuchte das Team eine Modellreaktion von photokatalytischen para-Xylol-Oxidation zur Herstellung von Terephthalsäure, angetrieben durch TiO2-beschichtete planare Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid-Halbleiter. Theoretische Berechnungen werden mit der gemessenen Energetik und Produktselektivität korrespondieren und die Reaktionswege an der Oberfläche aufklären. Die gemeinsamen Forschungsschwerpunkte umfassen i.) die Korrelation zwischen der Oberflächenchemie und der Lochtransfer-Energetik, ii.) die Koevolution zur Erreichung der Produktselektivität und iii.) die Implementierung des Dampfphasenreaktors. Diese disziplinübergreifende Untersuchung sollte zukünftige Arbeitskräfte in den USA und in Deutschland einbeziehen. Die einfache Reaktorimplementierung füllt die Lücke der Öffentlichkeitsarbeit für die chemische Die einfache Reaktorimplementierung füllt die Lücke der öffentlichen Aufklärung über die chemische Produktion und bereichert auch die interdisziplinären Ausbildungspläne im Rahmen dieses neu initiierten internationalen Outreach-Projekts.
