Das Institut für Chemische Technologien und Analytik an der Fakultät für Technische Chemie überbrückt unterschiedliche Aspekte der Chemie, Technologie, Analytischen Chemie, Materialwissenschaften, Bioanalytik, Elektrochemie und Umweltchemie und vereint Grundlagenforschung und Angewandte Forschung in einem Institut - ein Alleinstellungsmerkmal im Zentral- und Osteuropäischen Raum. 

Der wissenschaftliche Fokus des Instituts liegt zum Einen bei der Entwicklung von Analytischen Strategien, Methoden und Instrumenten (zum Beispiel: (Bio)Sensoren, Omics-techniken, Massenspektrometrie, Imaging-techniken, Ultra-spuren-trenntechniken und Detektionstechniken auf elementarem und molekularen Level) und zum Anderen im Zusammenhang mit Technologien von Spezialmaterialien, von Metallen, zu seltenen Metallen, High-performance Keramiken, Dünnfilm und Compositen, bis hin zu biomedizinischen Materialien, als auch Energiespeicher und Umwandlungs-geräten im Bereich der elektrochemischen Technologien. Die Entwicklung von analytischen Techniken für die Strukturaufklärung als auch für Umweltchemische Fragestellungen sind weitere Fokuspunkte am Institut.

Die Stärke des Instituts liegt in der bemerkenswerten Kombination von industrie-getriebenen angewandten Forschungsprojekten mit einer außergewöhnlichen Bandbreite an analytische, chemischen und strukturellen Methoden, die durch den großen Pool an "High-end" wissenschaftlichen Equipment und Instrumentierungen dargestellt wird. Um ein Beispiel zu nennen: Das Institut verfügt über einen exzellenten internen Gerätepool, der kompetitive Forschung an einer großen Anzahl an unterschiedlichen Anwendungsfeldern erlaubt - von anorganischen Metall Materialien bis biologischen Gewebeproben.

Das Institut für Chemische Technologien ist in 5 Forschungsbereiche gegliedert, und besteht aus 12 Forschungsgruppen, die jeweils von international anerkannten Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen, und high-potential Jungakademikern und Jungakademikerinnen geleitet werden.

164-01

Imaging und Instrumentelle Analytische Chemie

164-02

Umwelt-, Prozessanalytik und Sensoren

164-03

Chemische Technologien

164-04

Technische Elektrochemie

164-05

Strukturchemie

Drei Augen sehen mehr als zwei

Der Forschungsgruppe Rupprechter und dem FHI Berlin gelang es, eine katalytische Reaktion auf einer definierten Katalysatoroberfläche mit drei verschiedenen Mikroskopen unter exakt gleichen Bedingungen in Echtzeit zu verfolgen. So gewinnt man Informationen, die keine der Methoden alleine preisgibt.

Konzept der korrelativen Mikroskopie und LEEM Bild der Wasserstoff Oxidation auf Rhodium.

Konzept der korrelativen Mikroskopie und LEEM Bild der Wasserstoff Oxidation auf Rhodium.

Forschungsteams des Instituts für Materialchemie und des Fritz-Haber-Instituts in Berlin nutzten einen neuartigen Ansatz, mit dem eine katalytische Reaktion gleich dreifach beobachtet werden kann. Es gelang, drei unterschiedliche Mikroskopien so zu kombinieren, dass dieselbe Stelle derselben Probe bei denselben Umgebungsbedingungen untersucht wird, man spricht dann von korrelativer Mikroskopie. Man setzte dabei drei verschiedene Elektronenmikroskopien ein: zwei verschiedene Varianten der Photoemissionselektronenmikroskopie (photoemission electron microscopy, PEEM), nämlich UV-PEEM und X-PEEM, und die niederenergetische Elektronenmikroskopie (low energy electron microscopy, LEEM). Durch diesen korrelativen Ansatz war es nun möglich, jeweils die größten Stärken der Mikroskopie-Methoden (Orts- und Energieauflösung, Gesichtsfeld, Vergrößerung bis in den Nanometerbereich) effektiv zu nutzen, und damit eine ablaufende katalytische Reaktion in nie dagewesener Detailtreue abzubilden.

So konnte man zeigen, dass sich bei der katalytischen Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser die Reaktionsfronten an der Kristalloberfläche nicht nur bemerkenswerte geometrische Muster bilden, sondern es konnte auch ein neuer Mechanismus der Ausbreitung dieser Fronten entdeckt werden. Gerade für klimarelevante Technologien, wie ökologisch saubere Energiegewinnung aus Wasserstoff in Brennstoffzellen, ist ein umfassendes Verständnis solcher Prozesse sehr wichtig.

Die Nachwuchswissenschaftler des TU Wien Teams (v.l.n.r.): Johannes Zeininger, Philipp Winkler, Maximilan Raab.

Die Nachwuchswissenschaftler des TU Wien Teams (v.l.n.r.): Johannes Zeininger, Philipp Winkler, Maximilan Raab.