Neue Ansätze für effizientere Katalysatoren
MPI für Kohlenforschung an 9,2-Millionen-DFG-Projekt beteiligt
Das Max-Planck-Institut beteiligt sich an einem mit 9,2 Millionen Euro geförderten DFG-Projekt zur Entwicklung effizienterer Katalysatoren. Dabei erforschen Dr. Constanze Neumann und ihr Team Metal-Organic Frameworks (MOFs), die homogene Katalysatoren in heterogene umwandeln und mehrfach nutzbar machen.
Viele homogene Katalysatoren leisten zwar hervorragende Arbeit, indem sie Reaktionen sehr gezielt ablaufen lassen. „Doch da die Reaktion durch lösliche Katalysatoren gefördert wird, ist es sehr schwierig die Katalysatoren wiederzuverwenden“, sagt Dr. Constanze Neumann, Gruppenleiterin am MPI für Kohlenforschung. Und hier kommen die sogenannten MOFs ins Spiel, Metal-Organic Frameworks, an denen Neumann und ihr Team arbeiten. Diese MOFs sind sozusagen molekulare Gerüste, in denen sich homogene Katalysatoren „einklemmen“ lassen – sodass sie letztlich zu heterogenen Katalysatoren werden und somit mehrfach einsetzbar sind.
Jetzt ist die Arbeit der Neumann-Gruppe im Rahmen eines DFG-Projekts gefördert worden. An dem Sonderforschungsbereich (SFB) „Molekulare heterogene Katalyse in definierten dirigierenden Geometrien“, der nun in die dritte und damit abschließende Phase geht, sind unter anderem auch die Universität Stuttgart, das MPI für Festkörperforschung sowie die Universitäten Paderborn, Marburg, Bochum und Ulm beteiligt.
„Wir sind innerhalb des Teams an zwei Teilprojekten beteiligt“, berichtet Constanze Neumann. Im ersten dieser beiden Projekte geht es darum, komplett neue Ansätze für katalytische Reaktionen zu entwickeln, die bereits in der Industrie zum Einsatz kommen. „Wir bemühen uns sozusagen um eine Alternative zu der klassischen heterogenen Katalyse, wo es häufig schwierig ist nur das gewünschte Produkt zu erzeugen.“
Im zweiten Projekt geht es um sogenannte kooperative Katalyse innerhalb eines MOF, also das Zusammenspiel mehrerer Katalysatoren im Rahmen einer Reaktion. Diese MOFs bieten den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern eine hohe Kontrolle über die Abläufe der Reaktion. „Man muss aber damit rechnen, dass es zu Veränderungen kommt im Vergleich zu einer komplett homogenen Katalyse“, so Neumann. Diese Veränderungen können von Vorteil sein, aber auch Nachteile bedeuten. „Unser Job ist es, die Vorteile herauszuarbeiten und daran anzuknüpfen.“
Für Constanze Neumann und ihr Team hat die Zusammenarbeit im SFB gleich mehrere entscheidende Vorteile. „Zum einen ist da der rege Austausch zwischen allen Beteiligten, sowohl der Principal Investigators als auch der Studierenden“, sagt sie. Es gibt regelmäßige Online-Meetings, Vorlesungen und Retreats. Zum anderen sei es sehr dankbar, auf die Expertise der Kooperationspartner zurückzugreifen. „Wir arbeiten mit Menschen zusammen, die seit acht Jahren eine Expertise in diesem Bereich aufgebaut haben. Das ergänzt sich hervorragend mit unserer Forschung“, so Neumann.
Das Projekt wird insgesamt mit 9,2 Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft über die nächsten vier Jahre gefördert.
