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Heterogene Katalyse

Die Arbeit der Gruppe konzentriert sich auf die Synthese und Charakterisierung von anorganischen Materialien und richtet hierbei den Fokus auf die heterogene Katalyse. Besonders wichtig sind dabei Materialien mit hohen Oberflächen und einer kontrollierbaren Porosität und nanostrukturierte Katalysatoren.  Die untersuchten Reaktionen beinhalten Modellreaktionen, wie CO Oxidation und energierelevante Umsetzungen, wie z. B. die Aktivierung von Methan, die Umwandlung von Biomasse, die Zersetzung von Ammoniak und das Katalysespeichern von Wasserstoff.  Diese Forschung wird betrieben mittels Untersuchungen an den Grundprozessen zur Herstellung von Feststoffen.

Ferdi Schüth

Prof. Dr. Ferdi Schüth

Seit 2014
Vizepräsident der Max-Planck-Gesellschaft
Seit 1998
Direktor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
1995–1998
Professor am Lehrstuhl für Anorganische Chemie an der "Johann Wolfgang Goethe-Universität", Frankfurt
1995
Habilitation an der "Johannes-Gutenberg-Universität" in Mainz, (K. Unger)
1993
Wissenschaftlicher Assistent an der "University of California", Santa Barbara, USA (G. D. Stucky)
1989–1995
Wissenschaftlicher Assistent an der "Johannes-Gutenberg-Universität" in Mainz, (K. Unger)
1989
Erstes Staatsexamen der Rechtswissenschaften
1989
Postdoctorand an der Universität von Minnesota, Minneapolis, USA, (L. D. Schmidt)
1988
Promotion an der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster (E. Wicke)
1960
Geboren in Allagen, jetzt Warstein, Deutschland
2016
Ehrendoktorwürde der TU München
2014
Carl-Friedrich-von-Weizsäcker-Preis
2013
Chemical-Engineering-Medal der ETH Zürich
2012
Wilhelm-Klemm-Preis der GDCh
2011
Hamburger Wissenschaftspreis
2011
Wöhler-Preis für ressourcenschonende Prozesse
2011
Ruhrpreis für Kunst und Wissenschaft
2010
Nominiert für den Deutschen Zukunftspreis
2010
Wahl zum Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste
2010
Heisenberg-Medaille der Alexander von Humboldt-Stiftung
2009
European Research Council Advanced Grant
2008
Gastprofessur an der Unisersität Beijing
2008
Wahl zum Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
2007
Honorarprofessur an der Technischen Universität von Dalian, China
2002
Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
2002
Wahl zum MItglied der acatech (Deutsche Akademie der Technikwissenschaften)
2001
Preis des Stifterverbandes der Deutschen Wissenschaft
2000
Honorarprofessur an der "Ruhr-Universität" Bochum
1992–1994
Habilitationsstipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
1991
Boehringer-Ingelheim Preis
since 1990
Regelmäßige Unterstützung durch die Fonds der Chemischen Industrie
1989
Promotionspreis der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster
1979–1984
Stipendium des Cusanuswerks
seit 2014
Vizepräsident der Max-Planck-Gesellschaft
seit 2013
Juryvorsitzender des Deutschen Zukunftspreises
seit 2012
Vorsitzender des Wissenschaftlichen Rats der Max-Planck-Gesellschaft
2012-2013
Jurymitglied des Deutschen Zukunftspreises
seit 2011
Jurymitglied des Otto-Bayer-Preises
seit 2010
Mitglied des Kuratoriums der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
seit 2010
Mitglied des Kuratoriums der Forschungs- und Wissenschaftsstiftung Hamburg
seit 2010
Mitglied des Hochschulrats der Universität Oldenburg
seit 2009
Vize-Präsident der Dechema
seit 2009
Stellv. Vorsitzender des Wissenschaftilchen Rats der Max-Planck-Gesellschaft
2009-2012
Vorsitzender des Auswahlkommittees des Communicatorpreises der DFG
2008-2011
Mitglied des Gründungsaufsichtsrats des Karlsruher Instituts für Technologie
2007-2014
Vize-Präsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
seit 2007
Mitglied des Hochschulrates der Universität Duisburg-Essen
seit 2007
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Advances in Catalysis"
seit 2006
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Chemistry - An Asian Journal"
seit 2006
Herausgeber von "Chemistry of Materials"
seit 2005
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Chemical Engineering & Technology"
seit 2005
Vorsitzender des Finanzausschusses "Life Science, Materials and Energy" des deutschen High-Tech Fund
2004-2011
Vorstandsmitglied der Gesellschaft Deutscher Chemiker
2004-2009
Mitglied der Wissenschaftskommission des Bundeslandes Niedersachsen
2004-2009
Vorsitzender des Forschungsausschusses "Chemical Reaction Engineering" der Dechema
2004-2008
Kuratoriumsmitglied der Universität Duisburg-Essen
seit 2004
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Chemical Communications"
seit 2003
Mitglied der internationalen Expertenkommission des Elitenetzwerks Bayern
seit 2003
MItglied des redaktionellen Beirats von "QSAR-Combinatorial Science"
2003-2010
Vorsitzender des Auswahlkommittees des Humboldt-Preises
2003-2007
Mitglied der Senatorenkommission der DFG für SFB
2003-2005
Direktor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
2002-2008
Mitglied des IMMA-Rates
2002-2007
Mitglied des Auswahlkommittees des Heinz Maier-Leibnitz-Preises
seit 2001
Vorsitzender des Ausschusses "Nanoporous Crystals" der DFG
seit 2001
Vorsitzender der IZA Kommission für mesoporöse Materialien
2001-2007
Mitglied des IZA-Rates
2001-2006
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Chemistry of Materials"
seit 2000
Vorstandsmitglied der Dechema
2000-2003
Mitglied des Auswahlkommittees des Humboldt-Preises
seit 1999
Gründer, Vorstandsvorsitzender und Vorsitzender des wissenschaftlichen Rates der hte AG
1999-2005
Mitglied des Kuratoriums "Nachrichten aus der Chemie"
seit 1998
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Advanced Materials"
1998-2005
Vorsitzender des Dechema Fachausschusses "Zeolithe"
seit 1996
Mitglied des redaktionellen Beirats von "Microporous Materials"
1996-2002
Mitglied des Arbeitsausschusses "Mikroreaktionstechnik" der Dechema
1995-2005
Mitglied des Arbeitsausschusses "Zeolithe" der Dechema
1995–2001
Koordinator des DFG-Schwerpunktprogramms "Nanoporous Crystals"
1995-1997
Direktor des Instituts für anorganische Chemie der Universität Frankfurt
1994-2007
Mitglied des Arbeitsausschusses "Heterogene Katalyse" der Dechema
 

Forschungsthemen

Hochdurchsatzverfahren in der Katalyse
Hochdurchsatzverfahren in der Katalyse

Hochdurchsatzverfahren in der Katalyse

Ende der 90er Jahre wurden Hochdurchsatzverfahren in der heterogenen Katalyse eingeführt. Diese Entwicklung wurde ausgelöst durch ähnliche Techniken, die in der pharamzeutischen Industrie angewandt werden. Eine charakteristische Eigenschaft dieses Verfahrens ist die massive Parallisierung von zeitintensiven Prozessschritten. Unsere Arbeitsgruppe arbeitet an der Entwicklung von Testmethoden mit hohem Durchsatz für die heterogene Katalyse. Ein Großteil der katalytischen Versuchsaufbauten unserer Gruppe ist bereits parallisiert.  Während ursprünglich die Entwicklung von experimentellen Techniken im Fokus unserer Arbeit stand, wird dieser Bereich der Forschung nun von einer ausgegründeten Firma übernommen (www.hte-company.com/de) die industrielle Lösungen für Hochdurchsatzprobleme liefert. Die Gruppe ist allerdings immer noch in der Entwicklung spezieller Techniken und von Methoden der künstlichen Intelligenz aktiv, mit der die Suche nach neuen Katalysatorsystemen unterstützt wird.

Nanostrukturierte Katalysatoren
Nanostrukturierte Katalysatoren

Nanostrukturierte Katalysatoren

Feste Katalysatoren sind oft auf der Nanometerskala strukturiert. Es gibt verschiedene Methoden um eine solche Nanostrukturierung zu erreichen, u. a. werden unterschiedliche Tamplateverfahren genutzt. Die Kombination aus Trägermaterialien mit hoher Oberfläche und vorgeformten Nanopartikeln ermöglicht einen hoch flexiblen Zugang zu nanostrukturierten Katalysatoren. Wir benutzen zahlreiche unterschiedliche Nanopartikel, um hoch aktive geträgerte Katalysatoren herzustellen, z. B. für die CO Oxidation bei sehr niedriger Temperatur. Ausgeklügelte Prozesse werden für die Herstellung von Kernschalesystemen genutzt, in deren Hohlräume einzelne Metalle eingeschlossen werden. Auf diese Weise sind die Nanopartikel wirksam voneinander isoliert und sintern wird verhindert.

Aufbau meso- und microporöser Festkörper
Aufbau meso- und microporöser Festkörper

Aufbau meso- und microporöser Festkörper

Mesoporöse Festkörper haben Poren mit Durchmessern zwischen 2 und 50 nm, mikroporöse Materialien Poren unter 2 nm. Zahlreiche verschiedene mikro- und mesoporöser Festkörper sind bekannt, wie z. B. Kieselgel oder Aktivkohle. Die Arbeiten der Gruppe auf diesem Gebiet beschäftigen sich vornehmlich mit der Herstellung von mikro- und mesoporösen Materialien mit einem geordneten Porensystem. Zur Herstellung solcher Materialien werden zwei verschiedene Prozesse angewandt: auf der einen Seite können die Materialen durch sogenannte Template strukturiert werden. Dabei handelt es sich um  Moleküle, wie etwa bei der Zeolitsynthese oder nur geordnete Anordnungen von Molekülen in Form von Flüssigkristallen. Auf der anderen Seite ist die Strukturierung durch das sogenannte "Nanocasting" möglich. Hierbei handelt es sich um vorgeformte Porensysteme, die als eine Art Gussform für ein anderes Material dienen. Dieses Verfahren ähnelt einem Gussprozess auf der Makroskala. 

Keimbildung und Kristallwachstum
Keimbildung und Kristallwachstum

Keimbildung und Kristallwachstum

Die ersten Schritte bei der Bildung eines Festkörpers aus einer Lösung sind sehr schwer zu untersuchen und die "Geburt" eines Festkörperpartikels, dem Nukleus, ist kaum zu fassen.  Andererseits hat die Bildung des Keims große Auswirkungen auf die Eigenschaften der Partikel, die letztendlich als Resultat eines Fällungsprozesses entstehen. Da lösungsbasierte Herstellungsprozesse eine sehr wichtige Rolle bei der Herstellung von Festkörperkatalysatoren spielen, widmet sich ein Teil der Arbeitsgruppe der Erforschung grundlegender Aspekte der Keimbildung. Eine vielseitige Methode für diese Art von Studien ist die Massenspektometrie. ESI Massenspektrometrie-Techniken wurden entwickelt, um Einblicke in die Prozesse bei der Herstellung von Zeolithen aus Lösungen zu erhalten. Es wurde herausgefunden, dass unmittelbar vor der Festkörperbildung die strukturellen Elemente des Zeoliths bereits in der Lösung vorhanden sind. Diese Techniken werden nun auf andere Systeme ausgeweitet.

Materialien zur Speicherung von Wasserstoff
Materialien zur Speicherung von Wasserstoff

Materialien zur Speicherung von Wasserstoff

Die Speicherung von Wasserstoff ist eines der Hauptprobleme bei der Implementierung einer Wasserstoffenergiewirtschaft. Festkörperhydride sind mögliche Alternativen zur Druck- bzw. Flüssigspeicherung von Wasserstoff. Nachdem die Entwicklung von mit Titanium angereicherten NaAlH4 so weit fortgeschritten ist, dass die Geschwindigkeit der Be- und Entladung dieses reversiblen Hydrids für die technische Anwendung ausreicht, wird die Arbeit nun auf die Herstellung anderer potentieller Speichermaterialien mit größeren Kapazitäten ausgeweitet. Da es eine Vielzahl komplexer Hydride gibt, die hierfür grundsätzlich in Frage kämen, wurde ein Forschungsprogramm aufgelegt, um nach solchen Materialien zu suchen. Die Möglichkeiten der Gruppe umfassen die Synthese bei Hochdruck (bis zu 1.000 bar) und tiefen Temperaturen, verschiedene Systeme zur mechanischen Aktivierung sowie umfassende in-situ Möglichkeiten für die Untersuchung von Hydrierungs- und Dehydrierungsreaktionen. 

Konversion von Biomasse
Konversion von Biomasse

Konversion von Biomasse

Aufgrund der erwarteten Erschöpfung fossiler Brennstoffe, benötigen wir Alternativen, um unsere Geschellschaft mit Kraftstoffen und unsere Chemieindustrie mit Rohstoffen zu versorgen. Es gibt verschiedene Arten von Biomasse, die hierfür geeignet sind, aber Lignocellulose ist die bevorzugte, da es hier keine Konkurrenz zu Nahrungs- und Futtermitteln gibt. Die Arbeit in der Gruppe konzentriert sich auf die Depolymerisation von Cellulose und die weitere Konversion der daraus entstehenden Zucker. Poröse funktionalisierte Polymere stehen im Fokus der Katalysatorenentwicklung, da sie aufgrund ihrer Vielseitigkeit einfach an die Bedingungen angepasst werden können, die bei der Umsetzung von Biomasse vornehmlich in wässriger Lösung auftreten.

 

Mitarbeiter

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    Dr. Ley, Morten Brix

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    Mr. Li, Wei

     

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    Lim, Ivy

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  •  Alexander Lüken

    Lüken, Alexander

     

  • Dr. Gurudas Mane

    Dr. Mane, Gurudas

     

  • Dr. Jianfeng Mao

    Dr. Mao, Jianfeng

     

  • Priv.-Doz. Dr. Frank Marlow

    Priv.-Doz. Dr. Marlow, Frank

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    Dr. Meggouh, Mariem

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  •  Kathrin Meier

    Meier, Kathrin

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  •  Niklas Meine

    Meine, Niklas

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  •  Bernd Meister

    Meister, Bernd

     

  •  Jorge Augusto Mendes Burak

    Mendes Burak, Jorge Augusto

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  •  Lisanne Messmer

    Messmer, Lisanne

    +49(0)208/306-2240

    messmer((atsign))kofo.mpg.de

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  •  Stefano Mezzavilla

    Mezzavilla, Stefano

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  • Dr. Gun-hee Moon

    Dr. Moon, Gun-hee

    +49(0)208/306-2375

    moon((atsign))kofo.mpg.de

     

  • Dr. Romain Moury

    Dr. Moury, Romain

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  • Dr. Mulda Muldarisnur

    Dr. Muldarisnur, Mulda

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  •  Dennis Naumann

    Naumann, Dennis

     

  •  Valentina Nese

    Nese, Valentina

    Oct 2013 - Mar 2017 PhD Student & Apr 2017 - Sep 2017 Postdoc

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  •  Carolina Neudeck

    Neudeck, Carolina

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  •  Heitor Fernando Nunes de Oliveira

    Nunes de Oliveira, Heitor Fernando

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  •  Edward Nürenberg

    Nürenberg, Edward

    +49(0)208/306-2379

    nuerenberg((atsign))kofo.mpg.de

     

  • Dr. Cristina Ochoa

    Dr. Ochoa, Cristina

    +49(0)208/306-2379

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  •  Ezgi Onur Sahin

    Onur Sahin, Ezgi

    +49(0)208/306-2173

    onur((atsign))kofo.mpg.de

     

  •  Seyma Ortatatli

    Ortatatli, Seyma

    +49(0)208/306-2173

    ortatatli((atsign))kofo.mpg.de

     

  • Dr. Jochen Ortmeyer

    Dr. Ortmeyer, Jochen

    +49(0)208/306-2374

    ortmeyer((atsign))kofo.mpg.de

     

  • Prof. Liuzhang Ouyang

    Prof. Ouyang, Liuzhang

     

  •  Seçil Öztürk

    Öztürk, Seçil

     

  • Dr. Alessia Padovani

    Dr. Padovani, Alessia

     

  • Dr. Lucia Pagliari

    Dr. Pagliari, Lucia

     

  • Prof. Dr. Regina Palkovits

    Prof. Dr. Palkovits, Regina

    [Acting Director of the Institute of Technical and Macromolecular Chemistry (ITMC) at RWTH Aachen]

    +49(0)241 80 26497

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  •  Emmanouil Passas-Lagos

    Passas-Lagos, Emmanouil

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  •  Kateryna Peinecke

    Peinecke, Kateryna

    +49(0)208/306-2360

    peinecke((atsign))kofo.mpg.de

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  •  Christian Pichler

    Pichler, Christian

    +49(0)208/306 2379

    pichler((atsign))kofo.mpg.de

     

  •  Andre Pommerin

    Pommerin, Andre

    +49(0)208/306-2309

    pommerin((atsign))kofo.mpg.de

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  • Dr. Gonzalo Prieto

    Dr. Prieto, Gonzalo

    +49(0)208/306-2450

    prieto((atsign))kofo.mpg.de

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  • Dr. Joanna Procelewska

    Dr. Procelewska, Joanna

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  •  Kristina Pupovac

    Pupovac, Kristina

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  •  Sissy Puthenkalam

    Puthenkalam, Sissy

     

  •  Denis Rainko

    Rainko, Denis

     

  •  Angelika Rathofer

    Rathofer, Angelika

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  •  Marco Rehosek

    Rehosek, Marco

    +49(0)208/306-2248

    rehosek((atsign))kofo.mpg.de

     

  •  Felix Herrmann Richter

    Richter, Felix Herrmann

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  •  Udo-B. Richter

    Richter, Udo-B.

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  •  Ritsu Rin

    Rin, Ritsu

    +49(0)208/306-2375

    rin((atsign))kofo.mpg.de

     

  • Dr. Roberto Rinaldi

    Dr. Rinaldi , Roberto

    (Imperial College London)

    +44(0)20 7594 1302

    rrinaldi((atsign))imperial.ac.uk

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  •  Angus Rocha Vogel

    Rocha Vogel, Angus

     

  • Dr. Marc-Philipp Ruby

    Dr. Ruby, Marc-Philipp

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  •  Laila Sahraoui

    Sahraoui, Laila

    +49(0)208/306-2310

    sahraoui((atsign))kofo.mpg.de

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  •  Elena Samsonova

    Samsonova, Elena

     

  • Dr. Bidyut Bikash Sarma

    Dr. Sarma, Bidyut Bikash

    +49(0)208/306-2450

    sarma((atsign))kofo.mpg.de

     

  •  Simon Schade

    Schade, Simon

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  •  Klaus Schlichte

    Schlichte, Klaus

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  • Dr. Wolfgang N. Schmidt

    Dr. Schmidt, Wolfgang N.

    +49(0)208/306-2370

    wolfgang.schmidt((atsign))kofo.mpg.de

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  •  Hannah Schreyer

    Schreyer, Hannah

    +49(0)208/306-2374

    hschreyer((atsign))kofo.mpg.de

     

  •  Jean Pascal Schulte

    Schulte, Jean Pascal

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  •  Stefan Schünemann

    Schünemann, Stefan

    +49(0)208/306-2374

    schuenemann((atsign))kofo.mpg.de

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  • Dr. Daniel Schunk

    Dr. Schunk, Daniel

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  • Prof. Dr. Ferdi Schüth

    Prof. Dr. Schüth, Ferdi

    +49(0)208/306-2373

    schueth((atsign))kofo.mpg.de

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  • Dr. Huaiyu Shao

    Dr. Shao, Huaiyu

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  • Dr. Parvin Sharifi

    Dr. Sharifi, Parvin

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  •  Mario Soorholtz

    Soorholtz, Mario

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  •  Niklas Stegmann

    Stegmann, Niklas

    +49(0)208/306-2379

    stegmann((atsign))kofo.mpg.de

     

  •  Wojciech Supronowicz

    Supronowicz, Wojciech

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  •  Ann-Christin Swertz

    Swertz, Ann-Christin

    +49(0)208/306-2224

    swertz((atsign))kofo.mpg.de

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  • Dr. Valeria Tagliazucca

    Dr. Tagliazucca, Valeria

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  •  Sun Tai

    Tai, Sun

    +49(0)208/306-2374

    taisun((atsign))kofo.mpg.de

     

  •  Kameh Tajvidi

    Tajvidi, Kameh

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  •  Jan Ternieden

    Ternieden, Jan

    +49(0)208/306-2171

    ternieden((atsign))kofo.mpg.de

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  •  Marjan Tomas

    Tomas, Marjan

    +49(0)208/306-2397

    marjan.tomas((atsign))kofo.mpg.de

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  • Dr. Qiong Tong

    Dr. Tong, Qiong

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  • Dr. Ioan-Teodor Trotus

    Dr. Trotus, Ioan-Teodor

    Sep 2012 - Dec 2016 PhD Student & Jan 2017 - Aug 2017 Postdoc

     

  •  Julia Tseglakova

    Tseglakova, Julia

    Jan 2017 - Oct 2017 PhD Student

     

  •  Jo-Chi Tseng

    Tseng, Jo-Chi

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  • Priv.-Doz. Dr. Harun Tüysüz

    Priv.-Doz. Dr. Tüysüz, Harun

    +49(0)208/306-2371

    tueysuez((atsign))kofo.mpg.de

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  •  Pascal Unkel

    Unkel, Pascal

    +49(0)208/306-2362

    unkel((atsign))kofo.mpg.de

     

  • Dr. Robert Urbanczyk

    Dr. Urbanczyk, Robert

    Gastwissenschaftler

    +49(0)208/306-2360

    urban((atsign))kofo.mpg.de

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  •  Julia Mareike              vom Stein

    vom Stein, Julia Mareike

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  • Dr. Olena Voznuik

    Dr. Voznuik, Olena

    +49(0)208/306-2374

    vozniuk((atsign))kofo.mpg.de

     

  • Dr. Simone Wall

    Dr. Wall, Simone

     

  • Dr. Feng (Ryan) Wang

    Dr. Wang, Feng (Ryan)

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  • Dr. Guanghui Wang

    Dr. Wang, Guanghui

    Jul 2012 - Jun 2017 Scientific Assistant

     

  •  Shanshan Wang

    Wang, Shanshan

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  •  Xingyu Wang

    Wang, Xingyu

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  • Priv.-Doz. Dr. Claudia Weidenthaler

    Priv.-Doz. Dr. Weidenthaler, Claudia

    +49(0)208/306-2181

    claudia.weidenthaler((atsign))mpi-mail.mpg.de

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  •  Daniel Wendt

    Wendt, Daniel

    Sep 2013 - Jun 2017 PhD Student

     

  •  Janis Wiebe

    Wiebe, Janis

     

  •  Ursula Wilczok

    Wilczok, Ursula

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  •  Frederik Winkelmann

    Winkelmann, Frederik

    +49(0)208/306-2375

    winkelmann((atsign))kofo.mpg.de

     

  •  Yan Xiong

    Xiong, Yan

     

  •  Mingquan Yu

    Yu, Mingquan

    +49(0)208/306-2369

    yu((atsign))kofo.mpg.de

     

  • Dr. Shutian Zhou

    Dr. Zhou, Shutian

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  • Dr. Bodo Zibrowius

    Dr. Zibrowius, Bodo

    +49(0)208/306-2118

    zibrowius((atsign))kofo.mpg.de

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  •  Tobias Zimmermann

    Zimmermann, Tobias

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