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• 19.07.2019

Special issue in der renommierten Zeitschrift Chemical Reviews zum Thema “Computational Design of Catalysts”

Die renommierte Zeitschrift Chemical Reviews widmet ihre Ausgabe 11 von Band 119 (Chem. Rev. 2019, 119 (11), 6507 – 6768) quantenchemischen Simulationen mit Fokus auf das Design von Katalysatoren. Dies unterstreicht welche Bedeutung quantenchemischen Simulationen für das Design von Katalysatoren und die Aufklärung von Reaktionsmechanismen erreicht haben.

Die einzelnen Review-Artikel beschreiben Herangehensweisen und Neuerungen in den Bereichen des Katalysatordesigns (hier besonders Ligandensysteme für organische und metallorganische Katalysatoren), in silico Design durch künstliche Intelligenz mit einer inversen Herangehensweise, Design von Enzymkatalysatoren, heterogene Katalysatoren zur (photo)elektrochemischen CO2-Reduktion und zur Vorhersage von metallischen Nanokristallen.

“Aufgrund der zur Verfügung stehenden gesteigerten Rechenleistung der Computersysteme und der Entwicklung von präziseren und effizienteren Algorhythmen, ist es nun möglich, dass quantenchemische Simulationen in einer aktiven und vorhersagenden Rolle bei der Entwicklung von Katalysatorsystemen mitwirken. Dadurch ergibt sich eine Ersparnis von Zeit und Geld und Inspiration für neue experimentelle Wege und unerwartete Reaktionen.”[1]

“Aufgrund der Komplexität von Katalysatorsystemen sind auch die quantenchemischen Methoden der jeweiligen Fragestellung anzupassen, und es müssen immer Kompromisse zwischen der Erlangung von Informationen über den Reaktionsmechanismus und zu physikalischen Eigenschaften der Stoffe gemacht werden.”[1]

“Das Zusammenspiel von experimentellen Methoden und quantenchemischen Simulationen zeigt ihr Potenzial beim Screening von Katalysatorsystemen und in der Vorhersage von experimentell testbaren Ansätzen. “[1]

Diese Themenausgabe in der Zeitschrift Chemical Reviews unterstreicht daher die manigfaltigen Möglichkeiten und Potenziale quantenchemischer Simulationen für das Design von homogenen, heterogenen und Biokatalysatoren und die Vorhersage von Reaktionswegen. Besonders effizient zeigen sich quantenchemische Simulationen im Bereich des Hochdurchsatzscreening. Künstliche Intelligenz unterstützt die Untersuchungen und Vorhersagen in vielerlei Hinsicht. Auch namenhafte Großunternehmen aus dem Chemie- und Pharmabereich haben das Potenzial erkann und dahingehend Kapazitäten aufgebaut.