Doktorhut für Yujie Peng

Yujie Peng hat ihre Doktorarbeit an der Technischen Universität Berlin verteidigt. Sie hat Elektrokatalysatoren auf Kupfer- und Kobaltbasis untersucht und aufgezeigt, wie die Struktur der Oberfläche, die lokale chemische Umgebung und das angelegte elektrische Potential die In-situ-Aktivierung und die Ausbildung von Strukturen beeinflussen.

Die Elektrokatalyse bietet einen nachhaltigen Weg, um überschüssige Energien aus erneuerbaren Quellen zu wertvollen Chemikalien und Kraftstoffen umzuwandeln. Gleichzeitig kann der Gehalt von Schadstoffen wie CO₂ und NO₃^- verringert werden. Die praktische Umsetzung wird jedoch durch Hindernisse hinsichtlich Selektivität, Aktivität und Langzeitstabilität eingeschränkt. Diese Einschränkungen ergeben sich aus der Umstrukturierung der Oberfläche des Katalysators unter Reaktionsbedingungen, die zwar katalytisch aktive Stellen erzeugen, aber auch die Stabilität des Katalysators beeinträchtigen können.

Darüber hinaus bedeuten solche dynamischen Umwandlungen, dass die Charakterisierung nach der Reaktion nicht ausreicht, um Einblicke in die katalytisch relevanten Strukturen zu gewinnen. Es werden oberflächensensitive In-situ-Techniken mit hoher räumlicher Auflösung erforderlich, um die Strukturentwicklung direkt mit der Leistungsfähigkeit des Katalysators verknüpfen zu können.

Frau Yujie Peng führte ihre Forschung in der Abteilung Grenzflächenwissenschaft unter der Leitung von Prof.  Beatriz Roldan Cuenya in der Gruppe Photo-Electrochemical Scanning Probe Microscopy unter der Leitung von Dr. Christopher Kley.

„Die vorgestellten wissenschaftlichen Ergebnisse sind herausragend; sie kombinieren modernste, hochentwickelte Messungen an zukunftsweisenden Katalysatorsystemen“, sagt ihre Doktormutter Prof. Dr. Beatriz Roldan Cuenya begeistert. „Alle in ihrer Dissertation enthaltenen Daten entsprechen den höchsten wissenschaftlichen Standards, wobei besonders auf eine strenge Überprüfung der Ergebnisse durch Kontrollversuche auf die Reproduzierbarkeit geachtet wurde.“

„Yujie Peng geht wichtige Herausforderungen mit Hilfe klar definierter Modellsysteme in Kombination mit elektrochemischer Rasterkraftmikroskopie (EC-AFM) und Spektroskopie an“, fügt Dr. Kley hinzu. „Durch die Herstellung direkter Zusammenhänge zwischen Oberflächenumstrukturierung und katalytischer Leistung fördert ihre Dissertation ein mechanistisches, nicht statisches Verständnis des Verhaltens von Elektrokatalysatoren.“

Der vollständige Titel der Dissertation von Yujie Peng lautet auf Englisch: “In situ Structural Evolution of Transition Metal-Based Electrocatalysts Probed by Electrochemical Atomic Force Microscopy”.