Chemiker optimieren katalytische Reaktionen am Edelmetall Palladium

Ein Katalysator ist ein Stoff, der eine chemische Reaktion durch seine bloße Anwesenheit beschleunigt, selbst aber unverändert aus dem Prozess hervorgeht. Ein Großteil unserer Kleidung und die meisten Bedarfsartikel werden aus katalytisch gewonnenen Kunststoffen gefertigt; Pharmazeutika, Treibstoffe, Düngemittel, Waschmittel sowie zahlreiche Lebensmittel werden auf katalytischem Wege hergestellt. Die Wissenschaft von der chemischen Kinetik und Katalyse hat sich zu einem der wichtigsten Teilgebiete der Chemie und chemischen Technologie entwickelt.

Entwicklung neuer Katalysatoren zur Verbesserung der Lebensqualität
Unser Bestreben, die Lebensqualität auf der Erde zu verbessern, sei es durch die Entwicklung neuer Heilmittel und Werkstoffe oder durch die Reinhaltung von Wasser und Luft, bedingt die Entwicklung immer neuer Katalysatoren. Mit dieser Entwicklung ist aber intensive und gezielte Forschungsarbeit verbunden. Man kann einen Katalysator erst dann verbessern, wenn man seine Wirkungsweise auf mikroskopischer Ebene versteht. Dann wird es auch möglich sein, neue, für die spezifische Reaktion maßgeschneiderte Katalysatoren zu entwickeln. Die gezielte Entwicklung und Verbesserung technisch relevanter Katalysatoren ist heute das Ziel vieler größerer und kleinerer Forschungskooperationen auf der ganzen Welt.

Erhöhung der Wirksamkeit und Langzeitstabilität von Katalysatoren als Ziel
Die Arbeitsgruppen Katalyse am Institut für Physikalische Chemie der Universität Innsbruck, am Fritz-Haber-Institut in Berlin und am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden haben gemeinsam ein Forschungsprogramm zur Optimierung katalytischer Reaktionen am Edelmetall Palladium erarbeitet, welches von der deutschen Max-Planck-Gesellschaft gefördert wird. Eine besondere Eigenschaft der Katalysatoren in der Chemie ist nämlich ihre Fähigkeit, auch in kleinsten Mengen und sogar in Spuren zu wirken, sodass auch sehr teure Materialien wie das Element Palladium großtechnisch einsetzbar sind. Dieses Metall katalysiert im gelösten Zustand oder in sehr feiner Verteilung zahlreiche wichtige Prozesse in der Rohstofferzeugung, der erdölverarbeitenden Industrie und der Abgasreinigung. Die drei Arbeitsgruppen erforschen einige dieser katalytischen Prozesse im mikroskopischen Detail mit Hilfe modernster analytischer Methodik. Ziel der Arbeiten ist die Erhöhung der Wirksamkeit und Langzeitstabilität der Katalysatoren, welche letztlich nicht nur zu einer Kostenverringerung, sondern vor allem zu einer Verbesserung der Umweltbedingungen führen soll. Der Beitrag der Innsbrucker Arbeitsgruppe unter Dr. Bernhard Klötzer besteht vor allem in der Entwicklung und Untersuchung adäquater „Miniatur“-Modellsysteme. Es ist zu hoffen, dass dieses bedeutsame Forschungsgebiet auch durch die Universität Innsbruck weiterhin unterstützt werden kann.

Die jährlichen Treffen dieses Forschungsschwerpunkts dienen dem Austausch der wissenschaftlichen Ergebnisse und der Entwicklung der Strategien für die nächste Schaffensperiode. Das letzte Treffen fand Mitte Oktober 2004 in Graun (Gemeinde Kurtatsch) in Südtirol statt und wurde von Prof. Konrad Hayek (Innsbruck) und Prof. Robert Schlögl (Berlin) koordiniert. Die lokale Organisation lag in der Hand von Mag. Harald Gabasch, einem gebürtigen Kurtatscher, welcher sowohl der Berliner als auch der Innsbrucker Arbeitsgruppe angehört. Der Bürgermeister der Gemeinde Kurtatsch, Oswald Schiefer, unterstützte die Tagung durch die Bereitstellung des historischen Gemeindesaals und die Einladung der Teilnehmer zu einer anschließenden Weinverkostung. (bb)