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Traumhafte Verbindungen

Im Exzellenzcluster „UniCat“ wird nach Katalysatoren geforscht

Wer  einen  Berg  erklimmt,  der  ist, 
wenn <br />
die&nbsp; Energie&nbsp; nicht&nbsp; mehr&nbsp; ausreicht,&nbsp; meist
<br />
froh&nbsp; über&nbsp; eine&nbsp; Abkürzung.&nbsp; Auch&nbsp; in&nbsp;
che-<br />
mischen&nbsp; Reaktionen&nbsp; sind&nbsp; „Abkürzungen“ <br />
vorteilhaft&nbsp; und&nbsp; gewollt.&nbsp; Wenn&nbsp; zwei&nbsp;
Mole-<br />
küle&nbsp; miteinander&nbsp; reagieren,&nbsp; dann&nbsp; gelingt
<br />
ihnen dieses manchmal nur mit Hilfe eines <br />
dritten Stoffes, aber vor allem schneller und <br />
mit weniger&nbsp; Energieverbrauch. Dabei wird <br />
dieser&nbsp; Mittlerstoff,&nbsp; Katalysator&nbsp; genannt, <br />
nicht&nbsp; verbraucht&nbsp; und&nbsp; erscheint&nbsp; auch&nbsp;
nicht <br />
im Endprodukt.<br />
Der&nbsp; Laie&nbsp; ahnt&nbsp; schon,&nbsp; dass&nbsp; Katalysatoren
<br />
sehr wertvoll sind und nicht nur Chemiker-<br />
herzen höher schlagen lassen, sondern auch <br />
die der Industrie. Denn durch das Hinzufü-<br />
gen&nbsp; von&nbsp; Katalysatoren&nbsp; können&nbsp; bestimmte <br />
Prozesse&nbsp; nicht&nbsp; nur&nbsp; kostengünstiger&nbsp;
ablau-<br />
fen, sondern auch wertvollere Stoffe zu Tage <br />
fördern. <br />
Katalysatoren und die Katalyse wollen auch <br />
die&nbsp; rund&nbsp; 50&nbsp; Arbeitsgruppen&nbsp; im&nbsp;
Exzellenz-<br />
cluster&nbsp; „Unifying&nbsp; Concepts&nbsp; in&nbsp; Catalysis“
<br />
(UniCat) weiterentwickeln, das unter Feder-<br />
führung&nbsp; der&nbsp; Technischen Universität&nbsp; auch <br />
Professoren der Humboldt-Universität und <br />
der Freien Universität sowie eine Reihe au-<br />
ßeruniversitärer&nbsp; Forschungseinrichtungen <br />
vereint. „Chemiker, Physiker, Biologen und <br />
Ingenieurwissenschaftler&nbsp; arbeiten&nbsp; hier&nbsp; an <br />
der Erforschung und Entwicklung von Kata-<br />
lysatoren&nbsp; für eine effizientere Nutzung von <br />
natürlichen&nbsp; Energie-&nbsp; und&nbsp; Materialressour-<br />
cen“, erklärt der Professor für Anorganische <br />
Chemie,&nbsp; Christian&nbsp; Limberg.&nbsp; Er&nbsp; gehört&nbsp;
zu-<br />
sammen&nbsp; mit&nbsp; Prof.&nbsp; Dr.&nbsp; Bärbel&nbsp; Friedrich,
<br />
Prof.&nbsp; Dr.&nbsp; Peter&nbsp; Hegemann&nbsp; und&nbsp; anderen
<br />
Professoren&nbsp; zu&nbsp; den&nbsp; HU-Beteiligten.&nbsp; Einer
<br />
von&nbsp; den&nbsp; drei UniCat-Forschungsbereichen, <br />
der sich mit der Entwicklung neuer homo-<br />
gener&nbsp; und&nbsp; heterogener&nbsp; Katalysatoren&nbsp; für <br />
die Aktivierung kleiner Moleküle und deren <br />
Umwandlung&nbsp; in&nbsp; wertvollere&nbsp; Produkte&nbsp; be-<br />
schäftigt, wird von dem&nbsp; theoretischen Che-<br />
miker Prof. Dr. Joachim Sauer geleitet. <br />
„Traumhaft wäre&nbsp; es, wenn wir&nbsp; einen Kata-<br />
lysator&nbsp; entwickeln&nbsp; würden,&nbsp; der Methan&nbsp; in
<br />
Methanol umwandeln kann“, sagt Professor <br />
Limberg. Als Bestandteil des Erdgases wird <br />
Methan&nbsp; derzeit&nbsp; hauptsächlich&nbsp; verbrannt. <br />
Dazu muss&nbsp; es&nbsp; von&nbsp; der&nbsp; Stelle&nbsp; des
Vorkom-<br />
mens&nbsp; zum&nbsp; Verbraucher&nbsp; transportiert&nbsp; wer-<br />
den, und dieser Transport&nbsp; ist nur schwierig <br />
sicher und ökonomisch zu bewerkstelligen. <br />
„Methanol&nbsp; kann&nbsp; ebenfalls&nbsp; als&nbsp;
Energieliefe-<br />
rant&nbsp; genutzt werden,&nbsp; ist&nbsp; dabei&nbsp; aber&nbsp;
flüssig <br />
und besser zu handhaben; gleichzeitig stellt <br />
Methanol&nbsp; innerhalb der chemischen&nbsp; Indus-<br />
trie&nbsp; ein wichtiges Ausgangsprodukt&nbsp; für&nbsp; die <br />
Feinchemikaliensynthese dar.“ Auch andere <br />
wertvolle Ausgangsprodukte,&nbsp; beispielsweise <br />
für&nbsp; Polymere,&nbsp; lassen&nbsp; sich&nbsp; ausgehend&nbsp; von
<br />
Methan gewinnen, wenn man das Patentre-<br />
zept dafür&nbsp; findet. Die bisherigen Verfahren <br />
der Umwandlung von Methan zu Methanol <br />
sind noch nicht befriedigend.<br />
Die&nbsp; „Intelligenten&nbsp; Enzyme“&nbsp; (Biokatalyse) <br />
und&nbsp; die&nbsp; technische&nbsp; Anwendung&nbsp; von&nbsp;
Kata-<br />
lysatoren&nbsp; sind&nbsp; die&nbsp; zwei&nbsp; weiteren&nbsp;
Schwer-<br />
punkte von UniCat. <br />
Bei der Biokatalyse werden natürliche Kataly-<br />
satoren wirksam, die im Laufe der Evolution <br />
für einen bestimmten Zweck optimiert wur-<br />
den.&nbsp; „In&nbsp; der Natur&nbsp; kommen&nbsp; Katalysatoren <br />
in großer Vielfalt vor, beispielsweise bei der <br />
Photosynthese oder der Atmung. Tatsächlich <br />
sind diese natürlichen Katalysatoren, die En-<br />
zyme,&nbsp; an Effizienz, Effektivität und Selekti-<br />
vität kaum zu übertreffen“, erklärt Professor <br />
Limberg. Daher versuchen die Wissenschaft-<br />
ler rund um Professor Bärbel Friedrich, die <br />
Entstehung&nbsp; und&nbsp; Wirkungsweisen&nbsp; der&nbsp; so <br />
genannten Hydrogenasen zu verstehen, „die <br />
in vielen Bakterien und Grünalgen vorkom-<br />
men und dort die Verwendung von Wasser-<br />
stoff&nbsp; als&nbsp; Energiequelle&nbsp; erlauben“.&nbsp; Gelänge
<br />
es,&nbsp; solche&nbsp; Enzyme&nbsp; künstlich&nbsp; mit&nbsp; anderen
<br />
zu&nbsp; verknüpfen,&nbsp; die&nbsp; für&nbsp; die&nbsp; Photosynthese
<br />
verantwortlich&nbsp; sind, wäre&nbsp; dies&nbsp; die Grundla-<br />
ge, um eines Tages mit Hilfe von Licht und <br />
Wasser Wasserstoff als Energieträger zu pro-<br />
duzieren – eine billigere Methode der Ener-<br />
giegewinnung gibt es wahrscheinlich nicht. &nbsp;<br />
Im&nbsp; Rahmen&nbsp; von&nbsp; UniCat&nbsp; wird&nbsp; an&nbsp; der
HU <br />
eine neue Professur&nbsp; im Bereich Biochemie-<br />
Strukturbiologie&nbsp; eingerichtet.&nbsp; Zwei&nbsp; Nach-<br />
wuchsgruppen&nbsp; werden&nbsp; aufgebaut. Die&nbsp; Stu-<br />
dierenden,&nbsp; die&nbsp; in&nbsp; ihren&nbsp; Praktika&nbsp;
auch&nbsp; in <br />
das&nbsp; Fachgebiet&nbsp; Katalyse&nbsp; hineinschnuppern <br />
können,&nbsp; dürfen&nbsp; sich&nbsp; auf&nbsp; den&nbsp;
Kontakt&nbsp; mit <br />
vielen&nbsp; renommierten&nbsp; Persönlichkeiten&nbsp; aus <br />
der ganzen Welt freuen, die im Rahmen von <br />
UniCat-Veranstaltungen&nbsp; Berlin&nbsp; besuchen <br />
werden.&nbsp; Doktoranden&nbsp; erfahren&nbsp; innerhalb <br />
der BIG-NSE (Berlin International Graduate <br />
School of Natural Sciences and Engineering) <br />
ein&nbsp; interdisziplinäres Umfeld, und die Wis-<br />
senschaftler&nbsp; freuen&nbsp; sich,&nbsp; ihre&nbsp;
Forschungs-<br />
programme&nbsp; umzusetzen&nbsp; und&nbsp; hoffen, man-<br />
chen schwierigen Berg zu erklimmen. <br />
&nbsp; Ljiljana Nikolic<br />
&nbsp;www.unicat.tu-berlin.de