Ein Forschungsteam der Universität Göttingen hat einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung innovativer elektrochemischer Katalysen erzielt. Ziel dieser neuen Technologie ist die gezielte Herstellung von Molekülstrukturen, die für die Medikamentenentwicklung und Materialforschung von entscheidender Bedeutung sind. Das Team unter der Leitung von Prof. Dr. Lutz Ackermann nutzt hierbei Nickel und Kobalt als Katalysatoren, um chemische Reaktionen zu beschleunigen, ohne dass die Katalysatoren selbst verbraucht werden. Diese Methode, die elektrische Energie zur Auslösung chemischer Reaktionen einsetzt, könnte hinsichtlich der Nachhaltigkeit bahnbrechende Möglichkeiten schaffen.
Ein wesentliches Ergebnis der Forschung ist, dass Wasserstoff als nützliches Nebenprodukt erzeugt wird. Dies leistet einen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger Energiesysteme und stellt eine Möglichkeit dar, überschüssige Energie effizient zu nutzen. Die Ergebnisse wurden in der angesehenen Fachzeitschrift Nature Catalysis veröffentlicht. In der Originalveröffentlichung von Tristan von Münchow et al. wird insbesondere die Umwandlung spezieller, ringförmiger Moleküle in nützliche Verbindungen hervorgehoben.
Details zur Forschung
Um genauere Reaktionen zu erreichen, setzt das Forschungsteam maßgeschneiderte Hilfsstoffe, sogenannte Liganden, ein. Maschinelles Lernen wird dabei verwendet, um die besten Liganden zu identifizieren. Dies ist entscheidend, da Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen eine zentrale Rolle in den chemischen Reaktionen spielen, die zur Herstellung der gewünschten Moleküle führen.
Durch umfangreiche Berechnungen und Experimente haben die Wissenschaftler unterschiedliche chemische Wege von Nickel und Kobalt identifiziert. Diese Erkenntnisse könnten nicht nur die Effizienz in der chemischen Synthese verbessern, sondern auch dazu beitragen, nachhaltigere Methoden zur Herstellung von Wirkstoffen und Materialien zu fördern.
Energieversorgung der Zukunft
Im Kontext der fortschreitenden Energiewende in Deutschland ist ein kontinuierlicher Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien unerlässlich. Diese Entwicklungen erfordern nicht nur einen Ausbau der Netze, sondern auch neue Technologien zur Speicherung überschüssiger Energie. Politische Entscheidungsträger und Wissenschaftler erkennen zunehmend die Notwendigkeit von Energiespeichersystemen, die einen schnellen Lastenausgleich ermöglichen und elektrische Energie später bereitstellen können.
Neben Batteriespeichersystemen gewinnen chemische Energiespeicher an Bedeutung. Die Nutzung von Überschussenergie zur Synthese von Chemikalien bietet eine Lösung zur Stabilisierung der Stromnetze. Die Forschungsaktivitäten der Fraunhofer-Gesellschaft konzentrieren sich auf die Entwicklung von Elektrokatalysatoren und Elektrodenmaterialien, elektrochemische CO2-Konversion sowie die Umwandlung biogener Rohstoffe in hochwertige Chemikalien. Diese Ansätze sind nicht nur innovativ, sondern auch essenziell für die Nachhaltigkeit und Effizienz der zukünftigen Energiesysteme.
Zusammengefasst zeigt die Forschung der Universität Göttingen, wie innovative Ansätze in der Katalyse und die Entwicklung neuer Energiespeicher Technologien zur Lösung von Herausforderungen in der Materialforschung und der Energieversorgung beitragen können. Beide Forschungsstränge ergänzen sich, um nachhaltige Lösungen für die künftigen gesellschaftlichen und ökologischen Anforderungen zu bieten.