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Projekt
EXC 314: Unifying Concepts in Catalysis
Fachliche Zuordnung
Molekülchemie
Analytische Chemie
Biologische Chemie und Lebensmittelchemie
Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
Physik der kondensierten Materie
Physikalische Chemie
Polymerforschung
Verfahrenstechnik, Technische Chemie
Analytische Chemie
Biologische Chemie und Lebensmittelchemie
Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
Physik der kondensierten Materie
Physikalische Chemie
Polymerforschung
Verfahrenstechnik, Technische Chemie
Förderung
Förderung von 2007 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 53182490
Die Katalyse ist ein strategisches Gebiet der molekularen Wissenschaften, das wegen seiner Implikationen in vielen Feldern der Gesellschaft, einschließlich Energie, Ökonomie und Lebenswissenschaften, von höchster Bedeutung ist. Es ist noch ein ungeklärtes Dilemma, wie den enormen Energiebedürfnissen im 21. Jahrhundert begegnet werden kann, wobei allerdings schon fest steht, dass die Katalyseforschung eine noch wichtigere Rolle spielen wird. Die Katalyseforschung im Berliner Raum erscheint besonders stark und vereint Expertise in heterogener, homogener und biologischer Katalyse mit der in den Ingenieurwissenschaften. Dies ermöglichte die Gründung der vorliegenden Initiative durch ein führendes Team von international ausgewiesenen Wissenschaftlern aus mehreren Disziplinen der Chemie, Biologie und Ingenieurwissenschaften im Berliner Raum, das die verschiedenen Stärken der heterogenen, homogenen und biologischen Katalyse zur Entwicklung effizienterer Katalysatoren im technischen Maßstab miteinander verknüpfen wird.
Die langfristige Zielsetzung besteht in der Vorhersage der Katalysatorleistung für technologische Anwendungen auf molekularer Basis. Dieses ehrgeizige Ziel schließt so wichtige Forschungsvorhaben ein wie
(1) oxidative Umwandlung von Methan (Erdgas) in Ethen,
(2) biologische Wasserstoffproduktion für Bio-Brennstoffzellen und
(3) Entwicklung von neuen Antibiotika. Es ist ein einzigartiger Vorteil des Exzellenzclusters, dass die beteiligten Wissenschaftler über eine Fülle modernster experimenteller und theoretischer Methoden verfügen, die durch die Initiative zielgerichtet weiterentwickelt werden. Das vernetzte Forschungsprogramm des Exzellenzclusters besteht aus den drei Bereichen A) "Überwindung der Materialienlücke in der Katalyse", B) "'Intelligente', natürliche und artifizielle Enzyme" und C) "Komplexe Reaktionstechnik".
Im Bereich A besteht die zentrale Herausforderung in der Erforschung, ob und wie sich die Katalysatorleistung der eingesetzten Materialien auf einer unterschiedlichen Größenskala (von einzel- zu polyatomaren aktiven Zentren) und in unterschiedlicher molekularer Umgebung (z. B. Lösung vs. Oberfläche) ändert. Im Bereich B werden die molekularen und zellulären Mechanismen von biokatalytischen Prozessen von faszinierenden redox-, licht- und spannungsaktivierten Enzymen erforscht. Die neuen Erkenntnisse aus den Bereichen A und B bilden die Basis für verbesserte und maßgeschneiderte Katalysatoren für wichtige technologische Anwendungen wie drastisch energieschonende chemische Prozesse, biologisch erneuerbare Energiequellen und effiziente Synthesen von neuen Medikamenten, was unmittelbar in den Bereich C führt. Dieser nutzt die neuen Katalysatoren aus den Bereichen A und B zur Realisierung neuer Prozesse.
Die langfristige Zielsetzung besteht in der Vorhersage der Katalysatorleistung für technologische Anwendungen auf molekularer Basis. Dieses ehrgeizige Ziel schließt so wichtige Forschungsvorhaben ein wie
(1) oxidative Umwandlung von Methan (Erdgas) in Ethen,
(2) biologische Wasserstoffproduktion für Bio-Brennstoffzellen und
(3) Entwicklung von neuen Antibiotika. Es ist ein einzigartiger Vorteil des Exzellenzclusters, dass die beteiligten Wissenschaftler über eine Fülle modernster experimenteller und theoretischer Methoden verfügen, die durch die Initiative zielgerichtet weiterentwickelt werden. Das vernetzte Forschungsprogramm des Exzellenzclusters besteht aus den drei Bereichen A) "Überwindung der Materialienlücke in der Katalyse", B) "'Intelligente', natürliche und artifizielle Enzyme" und C) "Komplexe Reaktionstechnik".
Im Bereich A besteht die zentrale Herausforderung in der Erforschung, ob und wie sich die Katalysatorleistung der eingesetzten Materialien auf einer unterschiedlichen Größenskala (von einzel- zu polyatomaren aktiven Zentren) und in unterschiedlicher molekularer Umgebung (z. B. Lösung vs. Oberfläche) ändert. Im Bereich B werden die molekularen und zellulären Mechanismen von biokatalytischen Prozessen von faszinierenden redox-, licht- und spannungsaktivierten Enzymen erforscht. Die neuen Erkenntnisse aus den Bereichen A und B bilden die Basis für verbesserte und maßgeschneiderte Katalysatoren für wichtige technologische Anwendungen wie drastisch energieschonende chemische Prozesse, biologisch erneuerbare Energiequellen und effiziente Synthesen von neuen Medikamenten, was unmittelbar in den Bereich C führt. Dieser nutzt die neuen Katalysatoren aus den Bereichen A und B zur Realisierung neuer Prozesse.
DFG-Verfahren
Exzellenzcluster
Antragstellende Institution
Technische Universität Berlin
Beteiligte Institution
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft (FHI); Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
Wissenschaftspark Potsdam-Golm
Wissenschaftspark Potsdam-Golm
Sprecher
Professor Dr. Matthias Drieß
beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler
Professor Dr. Markus Antonietti; Professor Dr. Robert Bittl; Professor Dr. Nediljko Budisa; Professor Dr. Holger Dau; Professor Dr. Holger Dobbek; Professor Dr. Hans-Joachim Freund; Professor Dr. Rainer Haag; Professor Dr. Peter Hegemann; Professor Dr. Peter Hildebrandt; Professor Dr. Raimund Horn; Professor Dr. Martin Kaupp; Professor Dr.-Ing. Matthias Kraume; Professorin Dr. Silke Leimkühler; Dr. Oliver Lenz; Professor Dr. Christian Limberg; Professorin Maria Andrea Mroginski, Ph.D.; Professor Dr. Joachim Sauer; Professor Dr. Matthias Scheffler; Professor Dr. Robert Schlögl; Professor Dr. Reinhard Schomäcker; Professor Dr. Roderich D. Süßmuth; Professor Dr. Arne Thomas; Professorin Dr. Ulla Wollenberger
