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FAKULTÄT FÜR BIOLOGIE, CHEMIE UND GEOWISSENSCHAFTEN

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Pressemitteilung: Nachhaltige Technologien für künftige Generationen: Bayreuther Forscher entwickeln leistungsstarken Katalysator

19. Dezember 2018

Universität Bayreuth, Pressemitteilung Nr. 156/2018 vom 19.12.2018

Leistungsstarke Technologien, die nicht auf seltene Rohstoffe zurückgreifen, sind eine unabdingbare Voraussetzung dafür, dass die Lebensgrundlagen auf der Erde für künftige Generationen erhalten bleiben. Ein Beispiel hierfür ist die Katalyse, eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts. Einen Katalysator, der seltene Edelmetalle durch das in großen Mengen verfügbare Nickel ersetzt und überdies leistungsfähiger ist, haben Forscher der Universität Bayreuth jetzt zusammen mit Partnern am Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken entwickelt. In der Zeitschrift Nature Catalysis stellen sie ihre Entwicklung vor.

Katalyse, ein sehr vielseitiges und interdisziplinäres Forschungsgebiet, spielt in verschiedenen Wissenschaften und Technologien eine zentrale Rolle. Die Chemikerin Gabriela Hahn M.Sc., Doktorandin und Erstautorin der in Nature Catalysis veröffentlichten Studie, erklärt dazu: „Die meisten Menschen denken beim Begriff Katalyse vor allem an den Abgaskatalysator im Auto, der auf dem seltenen und teuren Metall Platin basiert. Als Schlüsseltechnologie unserer Zeit ist die Katalyse aber auch an der Herstellung vieler anderer Alltagsprodukte beteiligt. In rund 80 bis 90 Prozent aller industriellen Stoffwandlungen kommen Katalysatoren zum Einsatz. Bis heute verwendet die Industrie hierbei häufig Edelmetalle wie Iridium oder Palladium. Nicht nur um Kosten zu sparen, sondern vielmehr um auch künftigen Generationen die Chancen auf einen hohen Lebensstandard zu geben, muss ressourcenschonend mit diesen Edelmetallen umgegangen werden und nach hocheffizienten Alternativen gesucht werden. Unsere Forschungsarbeiten zeigen, dass der Einsatz dieser wertvollen Ressourcen keineswegs alternativlos ist. Mit Nickel steht uns ein reichlich vorhandener Rohstoff zur Verfügung, der sich als hocheffektiv erwiesen hat. Er ermöglicht unter energieeffizienten Bedingungen die Gewinnung von Bausteinen, die beispielsweise in vielen Medikamenten, die in vielen Medikamenten und zahlreichen Gegenständen des täglichen Gebrauchs vorkommen.“

Prof. Dr. Rhett Kempe, der die Forschungsarbeiten koordiniert hat und an der Universität Bayreuth einen Lehrstuhl für Anorganische Chemie innehat, ergänzt: „Schon seit vielen Jahren arbeiten wir in Bayreuth daran, die Chemie nachhaltiger zu gestalten. Die Verwendung von wiederverwertbaren Katalysatoren, die sehr häufig vorkommende Metalle nutzen und sehr breit einsetzbar sind, ist ein wichtiger Baustein auf diesem Weg.“

Das jetzt in Bayreuth entwickelte Katalysatorsystem besteht aus Aluminiumoxid, auf dessen Oberfläche Nanopartikel aus Nickel in einer Stickstoff-dotierten Kohlenstoffschicht befestigt sind. Diese Nanopartikel sind katalytisch hochaktiv und selektiv. So gelingt die gezielte Herstellung von Molekülen, die in der Chemie als „primäre Amine“ bezeichnet werden. Amine sind wichtige Schlüsselverbindungen für die Industrie und werden vermehrt in der Produktion von Medikamenten, Farbstoffen oder Düngemitteln angewendet.

Veröffentlichung:

G. Hahn, P. Kunnas, N. de Jonge, R. Kempe: General synthesis of primary amines via reductive amination employing a reusable nickel catalyst. Nature Catalysis (2018),
DOI: 10.1038/s41929-018-0202-6

Forschungsförderung:

Die Forschungsarbeiten an der Universität Bayreuth wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des SFB „Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie“ gefördert.

Kontakt:

Prof. Dr. Rhett Kempe
Lehrstuhl Anorganische Chemie II
Universität Bayreuth
95447 Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 / 55-2540
E-Mail: rhett.kempe@uni-bayreuth.de


Redaktion:

Christian Wißler
Stabsabteilung Presse, Marketing und Kommunikation
Universität Bayreuth
Universitätsstraße 30 / ZUV
95447 Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 / 55-5356
E-Mail: christian.wissler@uni-bayreuth.de

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