Katalysatoren aus winzigen Metallpartikeln spielen in der Technik eine äußerst wichtige Rolle – von der Brennstoffzelle bis zur Herstellung von synthetischen Treibstoffen als Energiespeicher. Das Verhalten von Katalysatoren hängt aber von vielen Details ab, deren Zusammenspiel schwer zu verstehen ist. Selbst wenn man zweimal genau denselben Katalysator herstellt, kann es durchaus sein, dass sich die beiden wegen feiner Unterschiede trotzdem chemisch recht unterschiedlich verhalten.

In der Forschungsgruppe Rupprechter versucht man, die Ursachen dafür zu ergründen, indem man die auf den Katalysatoren ablaufenden Reaktionen mit verschiedenen Mikroskopie-Techniken Punkt für Punkt abbildet. Nur so erhält man ein verlässliches, mikroskopisch exaktes Verständnis der Katalyse-Prozesse.

Dabei zeigte sich nun: selbst verhältnismäßig „einfache“ Katalyse-Systeme sind komplexer als bisher gedacht. So zeigt sich etwa, dass es nicht nur auf die Größe der verwendeten Metallpartikel und die chemische Natur des Trägermaterials ankommt, sogar innerhalb einzelner Partikel können sich ganz unterschiedliche Bedingungen auf der Mikrometer-Skala einstellen. Im Zusammenspiel mit Computermodellierung konnte nun das Verhalten unterschiedlicher Katalysatoren erklärt und korrekt vorgesagt werden.