Schlüsselrolle von Nickel-Ionen im Simons-Prozess entdeckt

Ansammlungen von Nickel-Ionen bilden einen dunklen Film auf einer Anode. 

Ansammlungen von Nickel-Ionen bilden einen dunklen Film auf einer Anode.  © BAM

Forscher*innen der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und der Freien Universität Berlin haben erstmals den genauen Mechanismus des Simons-Prozesses entschlüsselt. Das interdisziplinäre Forschungsteam nutzte dafür die Synchrotronquelle BESSY II am Helmholtz-Zentrum Berlin.

Der Simons-Prozess ist von großer Bedeutung für die Herstellung fluororganischer Verbindungen und wird u.a. in der Pharmazie, Agrochemie, Kunststoffherstellung und Elektronik angewandt. Das Verfahren ist benannt nach seinem Entdecker, dem amerikanischen Chemiker Joseph H. Simons, und nutzt ein elektrochemisches Verfahren zur Synthese fluororganischer Verbindungen. Durch die Passage von Strom durch eine Elektrolytlösung mit Fluorwasserstoff an einer Anode und einer Kathode entstehen fluorhaltige Ionen, die mit anderen Ionen oder Molekülen in der Lösung reagieren, um die gewünschten fluorhaltigen Verbindungen zu bilden.

Obwohl dieses Verfahren seit über 70 Jahren angewendet wird, blieb der genaue Mechanismus des Simons-Prozesses bislang im Dunkeln. Bekannt war lediglich, dass sich während des Elektrolyseverfahrens auf der Nickel-Anode ein schwarzer Film bildet.

Um diesen Film genauer analysieren zu können, nutzte das interdisziplinäre Forschungsteam erstmals die Synchrotronquelle BESSY II am Helmholtz-Zentrum Berlin. Mithilfe einer eigens entwickelten Messzelle war es möglich, In-situ-Messungen an der Anode durchzuführen, wodurch sogar einzelne Atome während der Elektrofluorierung beobachtet werden konnten. Die Untersuchungen enthüllten, dass im Verlauf des Simons-Prozesses Zentren hochvalenter Nickel-Ionen in der schwarzen Schicht entstehen, die entscheidend für den Erfolg der Elektrofluorierung sind.

Diese Entdeckung ermöglicht es, den Simons-Prozess gezielt zu verbessern und effizienter zu gestalten, was von großer Bedeutung für die chemische Industrie ist.

Quelle: Pressemitteilung der BAM

red/sz

  • Link kopieren

Das könnte Sie auch interessieren

  • Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZB zu Perowskit-Solarzellen
    Nachricht
    26.06.2025
    Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZB zu Perowskit-Solarzellen
    Silvia Mariotti kehrt als Leiterin der neuen Helmholtz-Nachwuchsgruppe „Perowskit-basierte Mehrfachsolarzellen“ an das HZB zurück. Die Perowskit-Expertin, die zuvor an der Universität Okinawa in Japan tätig war, will die Entwicklung von Mehrfachsolarzellen aus verschiedenen Perowskit-Schichten vorantreiben.
  • MXene als Wasserstoff-Speicher: Auf die Diffusionsprozesse kommt es an
    Science Highlight
    23.06.2025
    MXene als Wasserstoff-Speicher: Auf die Diffusionsprozesse kommt es an
    Für die Speicherung von Wasserstoff sind 2D-Materialien wie MXene von großem Interesse. Ein Experte aus dem HZB hat die Diffusion von Wasserstoff in MXene mittels Dichtefunktionaltheorie untersucht. Die Modellierungen liefern Einblicke in die wichtigsten Diffusionsmechanismen und die Wechselwirkung von Wasserstoff mit Ti3C2 MXene und liefern eine belastbare Grundlage für experimentelle Untersuchungen.
  • Forschung ganz nah! Die Lange Nacht der Wissenschaften am HZB
    Nachricht
    20.06.2025
    Forschung ganz nah! Die Lange Nacht der Wissenschaften am HZB
    Am 28. Juni ist es wieder so weit: Die Lange der Wissenschaften findet von 17 - 0 Uhr in Berlin und auch in Adlershof statt. Werfen Sie einen Blick hinter die Kulissen unserer spannenden Forschung!