Das Teilprojekt C04 ist Teil des DFG-Sonderforschungsbereichs CataLight und widmet sich der detaillierten Untersuchung lichtgetriebener katalytischer Prozesse an zweidimensionalen Katalysatorgrenzflächen. Ziel ist es, elektrochemische Aktivität und strukturelle Eigenschaften auf der Nanoskala systematisch miteinander zu korrelieren und damit mechanistische Zusammenhänge besser zu verstehen.

Im Fokus steht die Kombination elektrochemischer Rastersondenmikroskopie mit spitzenverstärkter Raman-Spektroskopie. Dieser Ansatz ermöglicht es, räumlich und zeitlich aufgelöste Informationen zur lichtgesteuerten Reaktivität modellhafter Matrizen für die Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER) und die Wasseroxidationsreaktion (WOC) zu gewinnen. Untersucht wird insbesondere, wie lokale Inhomogenitäten – etwa in der Verteilung von Photosensibilisatoren (PS) und Katalysatoren (CAT) – die Leistungsfähigkeit der Membranen beeinflussen.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Analyse von Degradationsmechanismen der Matrizen und ihrer funktionellen Komponenten auf molekularer Ebene. Dazu werden In-situ- und Operando-Messungen unter Bestrahlung durchgeführt. Diese Experimente liefern neue Einblicke in das Verhalten von 2D-Kohlenstoff-Nanomembranen sowie nanoporösen Block-Copolymer-Membranen, die mit molekularen Photosensibilisatoren und Katalysatoren funktionalisiert sind.

Das Projekt wird von der Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert (Projektnummer 364549901).