Theorie und Praxis in der Katalyse: Wissen oder Funktionieren. Oder beides?

Theorie ist, wenn man alles weiß und nichts funktioniert. Praxis ist, wenn alles funktioniert, und keiner weiß warum.

Gelten diese "Weisheiten" auch für dei Katalyseforschung? Die Natur demonstriert uns hocheffektive Katalyseprozesse vielfältiger Stoff- und Energieumwandlungen. Die Menschheit bemüht sich, technische Prozesse nach ihrem Vorbild nachzuahmen. Die Katalyseforschung hat in den letzten 100 Jahren viel zum Verständnis der komplexen Vorgänge in der Natur beigetragen und eigene Prozesse hervorgebracht, die heute Chemikalien, Materialien und Wirkstoffe mit hoher Effizienz und Reinheit produzieren. Einige Stoffumwandlungen gelten aber immer noch als heiliger Gral, wie z.B. die Wasserspaltung mit Sonnenlicht zu den Elementen Sauerstoff und Wasserstoff oder die aerobe Oxidation von Methan zum Treibstoff Methanol. Beide Reaktionen sind von großer Bedeutung für die Energieforschung und funktionieren hervorragend in der Natur, aber nur leidlich unter Laborbedingungen. Anhand von Beispielen wird beleuchtet, wie Theorie und Praxis Hand in Hand an der Lösung dieser Zukunftsfragen arbeiten können.

Um zukünftig Vorhersagen für neue Katalysesysteme computergestützt oder mittels künstlicher Intelligenz machen zu können, muss gelten: Praxis ist, wenn alles funktioniert und jeder weiß warum!
Prof. Dr. Peter Burger, Institut für Anorganische & Angewandte Chemie, Universität Hamburg

Öffentliche Vorlesung im Rahmen des Allgemeinen Vorlesungswesens

Katalyse — Grüner wird’s nicht!

Über 80% aller Chemikalien, Materialien, Treibstoffe, Arzneimittel, Düfte, Aromen und Farben werden über katalytische Prozesse hergestellt, denn Katalyse ist das Energiesparmodell chemischer Reaktionen. Die Natur bedient sich seit Jahrmillionen hocheffizienter katalytischer chemischer Prozesse, die die Grundlagen des Lebens bilden. Keine Atmung, kein Wachstum, keine Fortpflanzung ohne Katalyse. Und auch die Menschheit nutzt dieses Reaktivitätsprinzips überaus erfolgreich. Nahezu alle Produkte des Alltags haben in ihrer Herstellung einen Katalyseschritt durchlaufen. Katalyse beschreibt die Beschleunigung von chemischen Reaktionen in Gegenwart eines Katalysators. Neben einer großen Energieersparnis können katalytische Reaktionen derart gesteuert werden, dass weniger Abfall und neue Produkte entstehen und ungiftige, preiswerte und verfügbare Startmaterialien verwendet werden. Katalyseprozesse sind auch der Schlüssel zur Lösung der großen globalen Herausforderungen unserer Zeit. Sauberes Trinkwasser, sichere Nahrung, bioabbaubare Kunststoffe, Treibstoffe aus nicht-fossilen Rohstoffen, moderne Arzneimittel: für all diese Fragestellungen geben schon heute und noch mehr in der Zukunft katalytische Verfahren die Antworten.
 
Diese thematisch fokussierte Ringvorlesung wird die vielfältigen Aspekte von Katalyse in Natur, Technik, Medizin und Alltag beleuchten. Altbekannte und innovative Strategien der Katalyse werden diskutiert und neue Wege hin zu einer nachhaltigen Herstellung von Molekülen, Materialien und Energieträgern aufgezeigt.

Koordination
Prof. Dr. Axel Jacobi von Wangelin, Institut für Anorganische & Angewandte Chemie, Universität Hamburg