Chemiker Ingo Krossing erhält ERC Advanced Grant für den Aufbau einer allgemeingültigen Redox-Skala

Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorga­nische und Analytische Chemie der Universität Freiburg erhält für seine Forschung zu einer allgemeingültigen Redox-Skala einen Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC). Krossings Forschungsprojekt „InnoChem – Innocent Deelectronation Chemistry" wird über die Dauer von fünf Jahren mit 2,5 Millionen Euro gefördert.

Forschung baut auf ERC Advanced Grant zum Projekt „UniChem“ auf

„Der Übertrag eines Elektrons ist ein Elementarprozess, dessen Energetik in der Chemie, den Lebens- wie Materialwissenschaften fundamental wichtig ist. Wir möchten erforschen, wie man diese Energetik in allen Lösungsmitteln auf eine einzige, allgemeingültige Skala zusammenbringen kann“, erklärt Krossing. Er und sein Team hatten bereits 2012 das Konzept für eine einheitliche Redox-Skala erstellt, mit der die elektrochemischen Potenziale aller Substanzen verglichen werden können. Für diese konzeptionelle Arbeit erhielt er 2012 den ERC Advanced Grant „UniChem“.

Energetik ohne extra-thermodynamische Annahmen messen

Im gegenwärtigen „InnoChem“-Projekt möchten die Forschenden nun Wege aufzeigen, mit denen die Energetik ohne extra-thermodynamische Annahmen gemessen werden kann. Dabei soll das über hundert Jahre alte Problem der Einzelionen-Thermodynamik geknackt werden. Die vereinheitlichte, lösungsmittelunabhängige Redox-Skala macht eine wissensbasierte Auswahl von Reagenzien für jegliche Redoxreaktion in allen Umgebungen möglich. Das soll im angewandten Teil des Projektes genutzt werden: „Reagenzien für die unschuldige Deelektronierung, also die Entfernung eines Elektrons bei hohem Potential unter Erhalt der Struktur, sind bisher kaum verfügbar“, sagt Krossing. „Daher stellen wir Salze her, deren Kationen als unschuldige Deelektronatoren mit hohen Redoxpotentialen wirken.“ Diese Reagenzien wandeln neutrale Moleküle in so genannte nackte Kationen um und machen sie damit für Grundlagenforschung oder weitere Anwendungsmöglichkeiten zugänglich. „Solche reversiblen Deelektronator-vermittelten Redox-Prozesse bei hohem Potential sind für die Elektrosynthese und -katalyse interessant und sollen bisher als unmöglich erachtete Reaktionen zugänglich machen“, sagt Krossing. Um diese Prozesse umfänglich zu untersuchen und anzuwenden, etabliert sein Forschungsteam eine Lösungsmittelfamilie, die mit dem hohen Potenzial von Deelektronatoren und den erzeugten reaktiven Kationen(intermediaten) kompatibel ist.

Das Team um Krossing schlägt mit dem Forschungsprojekt „InnoChem“ die Brücke zum Verständnis von Redox-Prozessen, die nicht nur in der Chemie von fundamentalem Interesse sind, sondern auch in jedem Prozess mit Transfer von Elektronen, sei es in Redox-Enzymkaskaden in den Lebenswissenschaften oder beim Laden und Entladen von Batterien in den Materialwissenschaften, relevant sind.

Zur Person

Ingo Krossing erhielt 2012 bereits den ERC Advanced Grant für das Projekt „UniChem“. Seit 2006 ist er Professor für Anorganische Chemie an der Universität Freiburg. Er ist Mitglied des Exzellenzclusters Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) der Universität Freiburg. Im Jahr 2018 wurde er in die Heidelberger Akademie der Wissenschaften, 2020 in die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina aufgenommen. Nach Studium und Promotion an der Ludwig-Maximilians-Universität München und einem Postdoc in Kanada, verfasste er seine Habilitation am Karlsruher Institut für Technologie. Nach zwei Jahren als Assistenzprofessor an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne/Schweiz kam er 2006 an die Universität Freiburg, an der er Mitglied des Freiburger Materialforschungszentrums FMF und des Freiburger Zentrum für interaktive Werkstoffe und bioinspirierte Technologien FIT ist.

Über das Exzellenzcluster livMatS

Der Exzellenzcluster „Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems“ (livMatS) der Universität Freiburg entwickelt lebensähnliche Materialsysteme, die von der Natur inspiriert sind. Die Systeme werden sich autonom an Umweltbedingungen anpassen, saubere Energie aus ihrer Umgebung gewinnen und unempfindlich gegen Beschädigungen sein oder diese selbstständig ausgleichen.

Zwei ERC Advanced Grants für die Universität Freiburg

Neben Ingo Krossing erhält Ingenieur und Biologe Prof. Dr. Wilfried Weber vom Institut für Biologie II der Universität Freiburg für seine Forschung an Materialien aus lebendigen Zellen, die selbstregulierend ein Gleichgewicht erhalten, einen Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats.

Pressemitteilung des ERC

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