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Wir stellen in dieser Arbeit eine effiziente Anordnungsstrategie verschiedener elektrostatisch stabilisierter Halbleiternanokristalle (NK) vor, welche sich über geeignete Ionen zu einem mehrfach verzweigten Gelnetzwerk verbinden. Diese rein anorganischen, ungeordneten 3D ‐ Strukturen profitieren von starken interpartikulären Wechselwirkungen, was in einem verbesserten Ladungstransport zwischen verschiedenen NK, mit unterschiedlichen Morphologien, Zusammensetzungen, Größen sowie funktionalisierten Liganden resultiert. Darüber hinaus weisen die erhaltenen getrockneten Gelmonolithe (Aerogelen) eine hochporöse Netzwerkstruktur auf, ohne dass dabei die Quantenbeschränkung der Baueinheiten beeinträchtigt wird. Insbesondere anorganische Halbleiteraerogele, wie hier aus kolloidalen, 4.5 nm großen CdSe ‐ NK aufgebaut, die anschließend mit Iodidliganden modifiziert und über Cd2+ ‐ Ionen verbrückt wurden, zeigen eine große spezifische Oberfläche von 146 m2 g−1. Eine effiziente Anordnungsmethode für Halbleiternanokristalle, die über verschiedene anorganische Liganden zu einem mehrfach verzweigten Netzwerk verbunden wurden, wird vorgestellt. Die erhaltenen Aerogelmonolithe sind hochporös, weisen eine hohe Oberfläche auf und behalten weiterhin die Eigenschaften ihrer Baueinheiten bei. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Eine gezielte Verbesserung der Baueinheiten ist eine naheliegende Herangehensweise, um Aerogele mit herausragenden Eigenschaften zu versehen und gleichzeitig ihre Vorzüge zu erhalten. Bestimmte Eigenschaften, wie die Optimierung der Morphologie für katalytische Anwendungen oder die Übergangsmetalldotierung in metallischen Aerogelen, sind jedoch nach wie vor schwer zu realisieren. In diesem Zusammenhang präsentieren wir hier erstmalig elektrokatalytisch aktive Aerogele, welche sich vollständig aus legierten PdNi ‐ Hohlnanosphären (HNS) aufbauen und deren chemische Zusammensetzung und Schalendicke gezielt eingestellt werden kann. Die Kombination von Übergangsmetalldotierung mit hohlen Baueinheiten in einem dreidimensionalen Netzwerk machen PdNi ‐ HNS ‐ Aerogele zu vielversprechenden Elektrokatalysatoren für die Ethanoloxidation. Gegenüber dem kommerziellen Pd/C ‐ Katalysator zeigt das Pd83Ni17 ‐ HNS ‐ Aerogel eine 5.6 ‐ fach höhere Massenaktivität. Durch diese Arbeit wird die Nutzbarkeit von metallischen Aerogelen in der Elektrokatalyse erweitert, indem die Morphologie und Zusammensetzung der Baueinheiten gezielt kontrolliert werden. Katalysatoren in Leichtbauweise: Elektrokatalytisch aktive Aerogele wurden hergestellt, die sich vollständig aus legierten PdNi ‐ Hohlnanosphären (HNS) aufbauen und deren chemische Zusammensetzung und Schalendicke gezielt eingestellt werden kann. Gegenüber dem kommerziellen Pd/C ‐ Katalysator zeigt das Pd83Ni17 ‐ HNS ‐ Aerogel eine 5.6 ‐ fach höhere Massenaktivität. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Abstract: Die Entwicklung von rein metallischen Aerogelen mit Kern‐Schale‐Strukturen ist nach wie vor eine grundlegende Herausforderung. Hier stellen wir die Synthese von PdxAu‐Pt‐Kern‐Schale‐Aerogelen vor, welche aus einer ultradünnen Pt‐Schale und einem Kern aus einer PdxAu‐Legierung mit einstellbarer Zusammensetzung bestehen. Die universelle Synthesestrategie ermöglicht eine Erweiterung der Kern‐Zusammensetzung hin zu Pd‐Übergangsmetall‐Legierungen. Die Kern‐Schale‐Aerogele zeigen eine stark verbesserte Nutzungseffizienz von Pt in der Sauerstoffreduktion und ihre Aktivitäten folgen einem vulkanförmigen Verlauf bezüglich der Gitterparameter des Kern‐Substrats. Mit einer maximalen massenbezogenen bzw. spezifischen Aktivität von 5.25 A mg−1Pt bzw. 2.53 mA cm−2, welche 18.7‐ bzw. 4.1‐mal höher sind als die für Pt/C, zeigt sich die Überlegenheit dieser metallischen Kern‐Schale‐Aerogele. Die vorgeschlagene Kern‐basierte Aktivitätsabhängigkeit liefert eine neue mögliche Strategie für den Entwurf zukünftiger Kern‐Schale‐Elektrokatalysatoren. [ABSTRACT FROM AUTHOR]