Ein Katalysator ist ein Stoff, der die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Diese Definition ist Ihnen, liebe LABO-Leser, sicher noch aus Ihrer Schulzeit bekannt, als im Chemieunterricht die Haber-Bosch-Synthese und das Ostwald-Verfahren auf dem Lehrplan standen. Tatsächlich spielen Katalysatoren in der Chemischen Industrie und sogar im Alltag - Stichwort Pkw-Abgasreinigung - eine bedeutende Rolle. Hätten Sie gewusst, dass bei der Herstellung chemischer Erzeugnisse in 85 % aller Fälle diese Reaktionsbeschleuniger zum Einsatz kommen? Allein diese Zahl macht deutlich, wie wichtig bzw. wie lohnend es ist, im
Produktionsprozess den jeweils bestgeeignetsten Katalysator zu verwenden. Denn nur dann lassen sich maximale Ausbeuten bei geringen Prozesszeiten und niedrigem Ressourcenverbrauch realisieren - sprich, die Wertschöpfung optimieren.
Es verwundert daher nicht, dass die Chemische Industrie an neuen oder zumindest strukturell verbesserten Katalysatoren interessiert ist. Auch bei Innovationen wie Brennstoffzellen, Batterien für Elektromobile, oder etwa zur Herstellung von Biokraftstoffen sind geeignete Reaktionsbeschleuniger ebenso gefragt wie bei den aktuellen Forschungsanstrengungen zur Nutzung des "Klimakillers" CO2 als Chemierohstoff. Allerdings sind die erforderlichen Entwicklungsarbeiten für neue Katalysatoren zeitintensiv und teuer: Wegen der oftmals aggressiven Ausgangssubstanzen werden hohe Anforderungen an die Materialeigenschaften von Rohrleitungen, Ventilen und Reaktoren gestellt und hohe Drücke und Temperaturen müssen beherrscht werden. Zudem ist eine Automatisierung der Tests nicht so ohne weiteres zu bewerkstelligen.
Gelungen ist Letzteres jetzt einer Arbeitsgruppe um Professor Ferdi Schüth, Direktor des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr. Gemeinsam mit der Heidelberger Firma hte wurde in den letzten Jahren ein System entwickelt, das die Suche nach dem optimalen Katalysator um den Faktor 10...100 verkürzt. Es ist in der Lage, mehrere hundert Substanzen gleichzeitig auf ihre katalytischen Eigenschaften zu testen, und zwar automatisiert - sozusagen High Throughput Screening von potenziellen Katalysatoren. Das System ist mittlerweile kommerziell verfügbar und wird bereits in der Chemischen Industrie routinemäßig eingesetzt.
Am 1. Dezember - also in wenigen Tagen - verleiht Bundespräsident Christian Wulff den Deutschen Zukunftspreis 2010. Dieser ist mit 250 000 Euro dotiert und wird für innovative Produkte vergeben, die zur Zukunftsfähigkeit unseres Landes beitragen. In die Endausscheidung dieses Wettbewerbs hat die Jury drei Teams gewählt, darunter das von Professor Schüth. Die Projekte der beiden anderen Teams haben das Recycling von PET-Flaschen sowie ein bionisches Handhabungssystem zum Thema.
Die Preisverleihung wird am 1. Dezember im ZDF übertragen. Man darf schon jetzt gespannt sein, welchen Platz das neue Hochdurchsatzverfahren zur beschleunigten Katalysatorentwicklung erzielt.
Jürgen Wagner
