Kovalente organische Gerüste (englisch als COFs abgekürzt) sind poröse, kristalline Materialien, die durch kovalente Bindungen aus organischen Bausteinen aufgebaut sind. Sie besitzen eine definierte Struktur und weisen eine hohe Porosität auf, die sie für verschiedene Anwendungen, beispielsweise für die Katalyse, interessant macht.
Dr. Martínez Fernández forscht zur Synthese von elektroaktiven zweidimensionalen COFs, mit denen er nachhaltige Elektrokatalysatoren für energiebezogene Anwendungen entwickelt. Er hat unter anderem die Sauerstoffreduktionsreaktion im Blick, für deren Katalyse er metallfreie COFs verwendet. In diesem Kontext untersucht er auch die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, also den Zusammenhang zwischen dem Aufbau des Materials und seinen chemischen Eigenschaften, insbesondere in Bezug auf katalytische Prozesse.
Martínez Fernández: „In meiner Doktorarbeit konnte ich zeigen, dass das entwickelte COF Wasserstoffperoxid besonders effizient und gezielt erzeugt, bei sehr geringer elektrischer Spannung und ohne zusätzliche leitfähige Zusatzstoffe. Diese Reaktion spielt eine zentrale Rolle in Wasserstoff-Brennstoffzellen und Metall-Luft-Batterien.“ Ferner kann hiermit Wasserstoffperoxid direkt am Einsatzort erzeugt werden, was Transportkosten und Lagerungsrisiken reduziert.
Dr. Bernd Schmidt: „Während seines Forschungsaufenthalts an der HHU werden wir uns auf die Synthese weiterer, neuer COFs auf Basis käfigartiger Verbindungen als Plattform für hochmodulare und funktionelle poröse Materialien fokussieren. Indem wir vorgeformte organische Käfige in die kristallinen Netzwerke integrieren, wollen wir die molekularen ‚Wirte‘ mit den strukturellen Merkmalen von Gerüstmaterialien kombinieren, um neue Ebenen hierarchischer Organisation zu schaffen, insbesondere im Hinblick auf die Erkennung von Gästen, adaptive Porosität und Katalyse.“
Zur Person
Marcos Martínez Fernández (geboren 1997 in Madrid/Spanien) studierte Chemie (Bachelor 2019) und Organische Chemie (Master 2020) an der Universität Complutense Madrid. Er promovierte 2024 in Madrid mit der Arbeit „Covalent Organic Frameworks: From Design to Processing Towards Electrocatalysts“ und nahm dort anschließend eine Postdocstelle an. Seit April 2025 arbeitet er als Humboldt-Forschungsstipendiat am Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie der HHU in der Arbeitsgruppe von Dr. Bernd M. Schmidt.
Dr. Martínez Fernández konzentriert sich auf die Synthese elektroaktiver zweidimensionaler kovalenter organischer Gerüstverbindungen (COFs), einer neuen Art von Nanomaterialien, die unter anderem als Katalysatoren eingesetzt werden können. Er ist Autor beziehungsweise Koautor von 14 wissenschaftlichen Arbeiten in begutachteten wissenschaftlichen Zeitschriften, unter anderem in Angewandte Chemie und Journal of Materials Chemistry. Darüber veröffentlichte er ein Buchkapitel.
Humboldt-Forschungsstipendien für Postdocs der Alexander von Humboldt-Stiftung
Das Humboldt‐Forschungsstipendium steht für Forschende aller Nationen und Fachgebiete offen. Unterstützt werden überdurchschnittlich qualifizierte Wissenschaftler dabei, ein Forschungsvorhaben in Deutschland zu verwirklichen. Ziel ist es, den Einstieg der Stipendiatinnen und Stipendiaten in eine wissenschaftliche Laufbahn zu ermöglichen.
Diese können an einer von ihnen ausgewählten Forschungseinrichtung ihr persönliches Forschungsvorhaben durchführen. Die maximal 24 Monate währende Förderung umfasst ein monatliches Stipendium und weitere Unterstützungen.
Weitere Informationen auf den Seiten der Humboldt-Stiftung.
