Ziel der Arbeit war die Entwicklung und Optimierung von Multikomponentensystemen zur lichtgetriebenen Wasserreduktion. Diese bestehen aus einem Fotosensibilisator als Lichtsammeleinheit, einem Wasserreduktionskatalysator, an dem die Protonenreduktion stattfindet und Triethylamin als Opferreagenz. Grundlage der Untersuchungen waren sowohl Variationen am Ligandensystem des Lichtsammelkomplexes als auch am Reduktionskatalysator. Auf der Fotosensibilisatorseite wurden Ruthenium- sowie Iridiumbasierte Verbindungen untersucht und gezeigt, dass mit Ir(III)-Systemen erheblich bessere Wasserstoffausbeuten zu erzielen sind. Zudem ließ sich belegen, dass einfache Palladiumkatalysatoren des Typs [PdCl2(L)]n (n = 1, 2) bessere Langzeitstabilitäten aufweisen als die bislang verwendeten Edelmetallkatalysatoren K2[PdCl4] und K2[PtCl4]. Um zu einem ökonomisch und ökologisch sinnvollen Ersatz von Reduktionskatalysatoren der Gruppe 10 zu gelangen, ist ein zweikerniger Cobaltkomplex hinsichtlich seiner Aktivität untersucht worden, der vergleichbare Wasserstoffausbeuten liefert. Weiterhin wurden heterogene Systeme, zum einen basierend auf TiO2 als Sensibilisator, zum anderen auf MoSx-Halbleitern als Reduktionskatalysatoren untersucht. Hierbei konnte eine alternative Methode zur TiO2-Farbstoffsensibilisierung erarbeitet werden, die die Langzeitstabilität der Fotoredoxsysteme drastisch erhöht. Zum anderen wurde gezeigt, dass Molybdändisulfidsysteme potentielle Reduktionskatalysatoren darstellen. Im letzten Teil der Arbeit konnte mit Hilfe dichtefunktionaltheoretischer Berechnungen ein Einblick in die Bindungsmodi ausgewählter Organometallverbindungen erlangt werden, der experimentell nicht zu erreichen ist. So wurde Aromatizität in gespannten viergliedrigen Metallacyclen des Typs [Cp2M({kappa}2-P,P-Ph2P-N-PPh2)] (M = Ti, Zr, Hf) nachgewiesen und mit Hilfe von NBO-Analysen die Bindungssituation aufgeklärt. Des Weiteren konnten in einer {Rh3H7}-Clusterverbindung Zuordnungen der im Schwingungsspektrum beobachteten Resonanzen auf molekularer Ebene getroffen werden.
This thesis focusses on the development and optimisation of multicomponent water reduction systems. These are composed of a photosensitizer (PS), a water reduction catalyst (WRC) and triethylamine as sacrificial electron donor. Variations in both, the ligand architecture of the sensitiser, as well as of the reduction catalyst showed a tremendous impact in hydrogen production efficiency and long term stability. Cyclometalated Ir(III) complexes exhibited the best performance addressing the PS site. WRC based on the general formula [PdCl2(L)]n (n = 1, 2) showed increased hydrogen production yields compared to commonly used K2[PdCl4] and K2[PtCl4]. As substitution of group 10 metal based WRCs is economically and ecologically desirable, attention was directed towards the use of a dinuclear Co complex, which turned out to be well suited for this application. Moreover, heterogeneous water reduction systems were investigated i.e. TiO2 based PS and MoSx based WRC sites. We showed an alternative method of sensitising the TiO2 surface that significantly enhances the long term stability. MoSx was shown to be a potential WRC. The last part of this thesis is dedicated to gain structural and energetical insight into organometallic compounds by means of density functional theory. We prove aromaticity in highly strained metallacycles of the type [Cp2M({kappa}2-P,P-Ph2P-N-PPh2)] (M = Ti, Zr, Hf) and elucidated the bonding situation by means of NBO analyses. Furthermore, the assignment of vibrational resonances in a cluster compound containing the motif {Rh3H7} was aided by this approach.