Intermetallische Verbindungen in der Katalyse

Bei intermetallischen Verbindungen handelt es sich um einphasige Materialien, die aus mindestens zwei Metallen bestehen und eine mindestens partiell geordnete Kristallstruktur aufweisen, die sich von der Struktur der beteiligten Elemente unterscheidet. Intermetallische Verbindungen (allein >6.000 binäre sind bislang bekannt) wurden in der Vergangenheit intensiv bzgl. ihrer physikalischen Eigenschaften, z. B. Supraleitung und Magnetismus, untersucht und bilden momentan den Hauptgegenstand auf der Suche nach neuen Thermoelektrika zur effizienten Energiewandlung. Im Gegensatz zu den physikalischen Eigenschaften sind die chemischen Eigenschaften bislang nur ansatzweise und bei wenigen Vertretern untersucht worden.

Die spezifische, oft komplexe Kristallstruktur (bis hin zu den Quasikristallen) bedingt eine stark geänderte elektronische Struktur im Vergleich zu den beteiligten Elementen oder Substitutionslegierungen. Dadurch stellt jede intermetallische Verbindung eine einzigartige Kombination aus Kristall- und elektronischer Struktur zur Verfügung, so dass aus katalytischer Sicht zu Recht von „neuen Elementen“ gesprochen werden kann. Kovalente Wechselwirkungen zwischen den Atomen sorgen zudem dafür, dass die Oberflächen mit der Volumenstruktur terminieren und Segregation stark vermindert ist. Damit eröffnen die Verbindungen die einmalige Chance einen wissensbasierten Ansatz zu verfolgen, der auf die Optimierung der Kristall- und elektronischen Struktur für die jeweils zu katalysierende Reaktion abzielt.