Am 15. Juni 2012 verkündete die Gemeinsame Kommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des Wissenschaftsrates für die Exzellenzinitiative in Bonn die Weiterförderung des Katalyse-Exzellenzclusters „Unifying Concepts in Catalysis“ (UniCat) bis 2017. Insgesamt fließen in den nächsten 5 Jahren bis zu 33 Millionen Euro nach Berlin und Potsdam.

UniCat ist der einzige Exzellenzcluster, der das volkswirtschaftlich wichtige Gebiet der Katalyse erforscht. In diesem interdisziplinären Forschungsverbund arbeiten mehr als 250 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Chemie, der Physik, der Biologie und der Verfahrenstechnik aus vier Universitäten – neben der Technischen Universität Berlin als Sprecherhochschule sind das die Freie Universiät Berlin, die Humboldt-Universität zu Berlin und die Universität Potsdam – sowie aus zwei Max-Planck-Instituten zusammen.

Der Cluster besitzt ein Alleinstellungsmerkmal in der internationalen Forschungslandschaft: In seinem fokussierten Forschungsprogramm stellen die UniCat-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler die Weichen für einen Ausbau der Verknüpfung von chemischer und biologischer Katalyse. Es werden neue Möglichkeiten zur katalytischen Aktivierung und anschließenden Umwandlung von kleinen Molekülen erforscht, die für den Rohstoffwandel von eminenter Bedeutung sind: Nämlich Methan, Kohlendioxid und Wasserstoff. Diese sollen durch clevere katalytische Prozesse in nützliche Stoffe zur Herstellung von Polymeren, Medikamenten und chemischen Energieträgern umgewandelt werden, die vom Erdöl unabhängig sind. Des Weiteren erforschen die Wissenschaftler durch Kopplung von biokatalytischen Prozessen die Herstellung von neuen Antibiotika und Diagnostika für medizinische Anwendungen.

Wasserstoff ist ein ausgezeichneter, umweltfreundlicher chemischer Energieträger und der Schlüssel für die Herstellung von Benzinersatzstoffen. Sonne und Wasserstoff sind Eckpfeiler der künftigen Energieversorgung. Im Rahmen des Clusters gelang es Forschern der HU Berlin, zwei geeignete Enzyme im Reagenzglas miteinander zu koppeln und für die lichtgetriebene Wasserstoffproduktion zu nutzen. Der Vorgang ist unter vergleichbaren Systemen weltweit am effizientesten. Ziel ist es, die effiziente biologische Wasserstofferzeugung aus Licht in geeigneten Bakterien zu etablieren, um sie nachfolgend prozesstechnisch in größerem Maßstab zu nutzen.

Im Rahmen einer effizienteren Rohstoffnutzung erforscht UniCat auch eine bessere Nutzung von Methan, das im Erdgas und Biogas vorkommt. Ein ambitioniertes Ziel ist es dabei, durch die sogenannte oxidative Kupplung von Methan in hoher Effizienz Ethylen herzustellen. Das ist ein Rohstoff, der in der chemischen Industrie für die Herstellung von Polymeren und Medikamenten von zentraler Bedeutung ist und bisher überwiegend aus Erdöl gewonnen wird. Um die Ergebnisse der Grundlagenforschung schnell industriell nutzbar zu machen, wurde bereits in einer frühen Phase des UniCat-Forschungsprogramms, im Dezember 2009, eine Miniplant-Versuchsanlage auf dem Gelände der Technischen Universität Berlin in Betrieb genommen. Grund genug, dass BASF SE und die TU Berlin als Sprecheruniversität von UniCat einen Vertrag über die Gründung des „UniCat-BASF Joint Lab“ abgeschlossen haben.

2011 verlieh UniCat erstmalig den Clara Immerwahr Award für ausgezeichnete Nachwuchswissenschaftlerinnen auf dem Gebiet der Katalyse. Preisträgerin war Dr. Kylie Vincent von der Universität Oxford. Insgesamt erhielten die Wissenschaftler des Clusters rund 20 Rufe an andere renommierte Universitäten, wobei alle sieben Nachwuchsgruppenleiter und lediglich zwei Professoren den Ruf auch annahmen. Dies spricht für die hohe wissenschaftliche Qualität der Forschung und die exzellenten Arbeitsbedingungen in UniCat. Des Weiteren konnten die maßgeblich beteiligten Forscherinnen und Forscher des Exzellenzclusters während der letzten fünf Jahre im Durchschnitt jeweils 300.000 Euro zusätzliche Drittmittel pro Jahr einwerben.

Zukünftige Aktivitäten von UniCat

Ein Forschungsschwerpunkt, auf den künftig noch stärker fokussiert wird, ist die katalytische Nutzbarmachung des lästigen Treibhausgases Kohlendioxid, um wichtige chemische Rohstoffe wie Kohlenmonoxid und Ameisensäure zu produzieren.

„Die Nachhaltigkeit unseres UniCat-Ansatzes für eine integrierte Katalyseforschung soll über eine Fülle von Maßnahmen gesichert werden“, betont UniCat-Sprecher Prof. Dr. Matthias Drieß von der TU Berlin. „Um die in UniCat aufgebaute Kompetenz auch künftig zu erhalten, sollen solche Projekte mit der Unterstützung des Landes Berlin unter dem Dach des Gerhard-Ertl-Center laufen, das am 8. Oktober 2012 gegründet wird.“

Außerdem wird zurzeit ein neues gemeinsames Laboratorium auf dem TU-Campus mit Industriebeteiligung gebaut, das sogenannte „UniCat-BASF Joint Lab“, welches den Transfer von Ergebnissen in die Anwendung beschleunigt. Auch die Förderung einer disziplinübergreifenden Ausbildung von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in der 2007 gegründeten UniCat-Graduiertenschule BIG-NSE (Berlin International Graduate School for Natural Sciences and Engineering) und in einem Universitäts- und Bundesländer-übergreifenden Masterprogramm, das im Wintersemester 2012/13 startet, gehört dazu. Zudem haben die UniCat-Forscherinnen und -Forscher ein nationales und internationales Netzwerk von strategischen Partnern aufgebaut, das sie im Sinne des Clusters nutzen und sukzessive erweitern werden.

UniCat-Homepage: www.unicat.tu-berlin.de

Fotomaterial zum Download: www.tu-berlin.de/?id=120681

Weitere Informationen erteilen Ihnen gern:
Prof. Dr. Matthias Drieß, TU Berlin, Sprecher des Exzellenzclusters UniCat, Tel.: 030 / 314 – 22265, E-Mail: matthias.driess@tu-berlin.de, und
Dr. Martin Penno, Exzellenzcluster UniCat, Öffentlichkeitsarbeit, Tel.: 030 / 314 – 28592, E-Mail: martin.penno@tu-berlin.de

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