Karlsruhe (Labnews Media LLC) – Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben eine an Luft stabile Eisenverbindung entwickelt, die Eisen(I) direkt für katalytische Anwendungen nutzbar macht. Die neue Verbindung kommt ohne starke Reduktionsmittel aus und könnte langfristig teure und seltene Edelmetalle in vielen chemischen Prozessen ersetzen.
Katalysatoren sind entscheidend für die Herstellung zahlreicher Alltags- und Industrieprodukte wie Arzneimittel, Kunststoffe und Beschichtungen. Bisher werden dafür häufig Edelmetalle wie Rhodium, Iridium oder Palladium eingesetzt, die teuer und nur begrenzt verfügbar sind. Eisen hingegen ist das vierthäufigste Element der Erdkruste und damit eine nachhaltige und kostengünstige Alternative.
Das Team um Dr. Oliver Townrow vom Institut für Nanotechnologie des KIT hat eine modulare, voraktivierte Eisen(I)-Quelle entwickelt. Eisen(I) ist für bestimmte katalytische Reaktionen besonders geeignet, weil es Elektronen leicht aufnehmen oder abgeben kann. Bisher war Eisen(I) jedoch schwer zu handhaben und musste oft erst während der Reaktion mithilfe zusätzlicher Stoffe erzeugt werden. Solche Reduktionsmittel können jedoch andere Bestandteile der Reaktion verändern und die Kontrolle erschweren.
Die neue Verbindung stabilisiert Eisen(I) zwischen zwei ringförmigen Kohlenwasserstoffen (Duren-Molekülen). Dadurch bleibt das reaktive Metall gegenüber Luftsauerstoff und Feuchtigkeit ausreichend stabil. In ersten katalytischen Tests zeigten die Forschenden, dass aus der Verbindung aktive Eisenkatalysatoren entstehen können.
Luise Kink, Erstautorin der Studie und Chemiestudentin am KIT, erklärte, dass der neue Ansatz es ermögliche, Eisen(I) verlässlicher und kontrollierter einzusetzen. Langfristig soll die Methode dazu beitragen, Edelmetalle in industriellen Anwendungen durch Eisen zu ersetzen und chemische Prozesse nachhaltiger zu gestalten.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Journal of the American Chemical Society veröffentlicht. Sie ist ein weiterer Schritt hin zu einer nachhaltigeren Chemie, die auf reichlich verfügbaren Elementen basiert und die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen verringert.
Originalpublikation
Luise Kink, Robert Kruk, Oliver P. E. Townrow: A Simple, Air Stable Single-Ion Source of Iron(I). Journal of the American Chemical Society, 2026. DOI: 10.1021/jacs.6c01660. https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.6c01660
