Den Eni-Award bekommt der Würzburger Chemiker in der Kategorie „Advanced Environmental Solutions“. Die Preisverleihung erfolgt am 15. Oktober 2024 in Rom. Mit 200.000 Euro gehört der Eni-Award zu den am höchsten dotierten industriellen Wissenschaftspreisen. Das Preisgeld kann Holger Braunschweig frei verwenden.

„Vor rund 30 Jahren haben wir mit der Untersuchung einer speziellen Klasse von Borverbindungen, den sogenannten Borylenen, begonnen, welche jetzt die Aktivierung von Stickstoff ermöglichten. Es freut mich sehr, dass diese von zahlreichen Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen getragenen Arbeiten jetzt eine solche Anerkennung finden“, so Professor Braunschweig.

So gut wie alle stickstoffhaltigen Chemikalien, einschließlich der synthetischen Pflanzendünger auf Basis von Ammoniak oder Nitrat, werden durch die industrielle Umwandlung von Luftstickstoff nach dem Haber-Bosch-Verfahren hergestellt. Dieser Prozess verbraucht äußerst viel Energie, schätzungsweise ein bis zwei Prozent der weltweiten Stromerzeugung. Außerdem fallen dabei zahlreiche, teils giftige Abfallstoffe an, die durch die als Katalysatoren verwendeten Übergangsmetalle entstehen.

Vor etwa zehn Jahren entdeckte das Team von Holger Braunschweig borhaltige Moleküle mit einzigartigen Eigenschaften, die denen von Übergangsmetallen ähneln: Sie können reaktionsträge Moleküle wie den Luftstickstoff binden und aktivieren. Die Forschungsgruppe erkannte schnell, dass die neuartigen Bor-Moleküle den Weg zu einer nachhaltigeren Alternative zum Haber-Bosch-Verfahren öffnen könnten.

Bahnbrechende Publikationen

In einem 2018 in Science erschienenen Artikel zeigte die Forschungsgruppe, dass „ihre“ Bor-Moleküle die Stickstoff-Aktivierung und -Reduktion an Bor erleichtern. Diese Publikation wurde in den letzten fünf Jahren fast 800-mal von anderen Forschenden zitiert. 2019 wurde in einem zweiten Artikel in Science die nach Angaben erste Kopplung zweier Stickstoffmoleküle beschrieben. In „Nature Chemistry“ stellte das Forschungsteam 2020 dann eine einfache Synthese von Ammoniak ohne Übergangsmetalle sowie die vollständige chemische Identifizierung jedes Zwischenprodukts in diesem Prozess vor.

Zwar sind die im Team von Holger Braunschweig entwickelten Systeme noch weit von einer industriellen Anwendung entfernt. Trotzdem bieten sie eine Grundlage, um stickstoffhaltige Moleküle mit weniger Syntheseschritten, weniger (giftigen) Abfällen und geringerem Energieverbrauch zu produzieren. Es ist also noch abzuwarten, bis die Früchte seiner Forschung in der Industrie ankommen. Doch Braunschweigs Konzept legte die Basis dafür, dass Forschungen auf diesem Gebiet weltweit stark zugenommen haben.

Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg