Lösungsmittelchemie findet überall statt: von der kleinsten Körperzelle bis hin zu industriellen Anwendungen.

Prof. Dr. Kristina Tschulik vom Exzellenzcluster RESOLV entwickelt Methoden, um seltene und teure Edelmetall-Partikel ressourcenschonend als Katalysatoren nutzen zu können.


Im Exzellenzcluster RESOLV (Ruhr Explores Solvation) untersuchen etwa 200 Forschende die Rolle von Lösungsmitteln in chemischen Reaktionen. Sie suchen nach Antworten auf grundlegende Fragen, wie zum Beispiel nach dem Ursprung des Lebens, befassen sich aber auch mit konkreten Anwendungen unter anderem für nachhaltige Energie.

Prof. Dr. Roland Winter hat beispielsweise das Verhalten membranloser Proteintröpfchen unter extremen Druckbedingungen erforscht. Er sagt: "Da das Leben auf der Erde wahrscheinlich in der Tiefsee entstand, können druckabhängige Studien an solchen biomolekularen Systemen Fragen zu präbiotischen Protozellen beantworten."

Ebenfalls extreme Bedingungen wählten die Sprecherin Prof. Dr. Martina Havenith und Prof. Dr. Dominik Marx. Sie wollen herausfinden, wie Säuren mit Wassermolekülen nahe am absoluten Temperaturnullpunkt reagieren. "Die Ergebnisse sind entscheidend, um zu verstehen, wie sich komplexere chemische Moleküle im All gebildet haben", sagt Havenith. Während Salzsäure bei Raumtemperatur ihr Proton abgibt, wenn sie auf Wassermoleküle trifft, scheint diese Reaktion in extremer Kälte abhängig von der Reihenfolge zu sein, in der die Komponenten zusammengegeben werden. "Die Chemie im Weltall könnte sogar noch viel komplexer sein als die Chemie unter planetaren Bedingungen", so Marx.

Auf dem Weg zu effizienteren Brennstoffzellen befindet sich das Forschungsteam der Chemikerin Prof. Dr. Kristina Tschulik. Bislang funktionieren Brennstoffzellen nicht optimal, weil der perfekte Katalysator fehlt. Zur Analyse von aus Nanopartikeln gefertigten Katalysatoren entwickelte Tschuliks Team eine Methode, die elektrochemische mit spektroskopischen Methoden kombiniert. "Wenn man wüsste, welche Eigenschaften einzelne Partikel besonders aktiv machen, könnte man gezielt Partikel mit genau diesen Eigenschaften herstellen", erklärt Tschulik.

Die Teams um Prof. Dr. Viktoria Däschlein-Gessner und Prof. Dr. Lukas Gooßen entwickelten einen effizienten Katalysator für die Synthese sogenannter aromatischer Amine, die zentrale Bausteine in vielen Medikamenten und Pflanzenschutzmitteln sind. Das System benötigt weniger Energie als herkömmliche Katalysatoren und ist gleichzeitig selektiver, sodass auch weniger umweltbelastende Abfallstoffe anfallen. "Ein Industriepartner ist bereits auf das neue System aufmerksam geworden und arbeitet daran, es marktreif zu machen und großtechnisch zu nutzen", sagt Däschlein-Gessner.

Damit der Weg von der Grundlagenforschung zur Anwendung noch kürzer als bislang wird, unterstützt RESOLV den Aufbau eines NRW Gründungszentrums namens "Start-4Chem" mit dem Ziel, junge Forscherinnen und Forscher bei der Gründung erfolgreicher Unternehmen zu begleiten.



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