Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHTKatalysatoren für die Energie- und Rohstoffwende
Dr. Stefan Kaluza erhält Werner von Siemens‘-Nachwuchspreis
Die Stiftung Werner-von-Siemens-Ring verlieh am 13. Dezember, dem Geburtstag ihres Namenspatrons, ihren Nachwuchspreis in Bremen an acht junge Forscherinnen und Forscher. Dr. Stefan Kaluza (33), der bei Fraunhofer UMSICHT die Gruppe Katalytische Verfahren leitet, ist einer der Preisträger. Er wurde für seine Leistungen rund um die Katalyse in der Synthesegas-chemie ausgezeichnet.
So relevant die Katalyse für bestehende Wirtschaftsstrukturen ist – mehr als 80 Prozent der gehandelten Alltagsprodukte werden mittels Katalysatoren hergestellt, so bedeutsam wird sie für künftige Entwicklungen sein. Getrieben durch die mittelfristig zu erwartende Verknappung und Verteuerung des Erdöls und das Ziel, fossile Kohlendioxid-Emissionen zu reduzieren, sollen künftig Kraftstoffe und Basischemikalien vermehrt aus Biomasse hergestellt werden. Diese Veränderungen in der Rohstoffbasis erfordern Anpassungen in der Wertschöpfungskette und die Entwicklung leistungsstarker katalysatorgestützter chemischer Prozesse. Hier setzt Dr. Stefan Kaluza an. Von der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring wurde er als Nachwuchsforscher für seine Arbeiten im Bereich der Synthesegaschemie ausgezeichnet, ein Gebiet, das derzeit durch die Entwicklung neuer Technologien zur Bereitstellung von Synthesegas aus regenerativen Quellen – vornehmlich Biomasse – eine Renaissance erfährt.
Synthesegas
Synthesegas ist eine der wichtigsten Plattformen zur Herstellung von Kraftstoffen und chemischen Grundstoffen. Es wird aus unterschiedlichen Rohstoffquellen wie Erdgas, Kohle oder Biomasse durch Vergasung erzeugt. Das Gasgemisch enthält als wesentliche Komponenten Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2) und Wasserstoff (H2). Neben Wärme und Strom können aus Synthesegas auch chemische Produkte hergestellt werden. Als grundsätzlich universelle Zwischenstufe für chemische Synthesen kann Synthesegas als fundamentale Rohstoffquelle der Zukunft betrachtet werden.
Optimierungspotenzial sowohl bei der Katalysatorentwicklung als auch bei der Prozesssteuerung
»Obwohl viele Verfahren innerhalb der Synthesegaschemie bereits sehr gut bekannt und großtechnisch erprobt sind, gibt es immer noch deutliches Optimierungspotenzial sowohl bei der Katalysatorentwicklung als auch bei der Prozesssteuerung. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl an weiteren vielversprechenden Reaktionen, deren Entwicklung bisher nicht über den Labormaßstab hinaus reicht. Hier setze ich mit meiner Arbeit an. Die Auszeichnung motiviert mich sehr und ich freue mich, zu diesem Kreis von Wissenschaftlern zu gehören«, resümiert der frisch gebackene Preisträger.
Die Gruppe Katalytische Verfahren
Stefan Kaluza leitet die Gruppe »Katalytische Verfahren« bei Fraunhofer UMSICHT, die sich mit heterogen-katalysierten Verfahren zur Umsetzung von Synthesegas zu Plattformchemikalien, wie Methanol, Ethanol und Dimethylether sowie deren Weiterverarbeitung zu Koppelprodukten wie Dimethylcarbonat oder Butadien beschäftigt. Die meisten Prozesse der chemischen Industrie sind heterogen katalysiert. Hierbei liegen der Katalysator und das Reaktionsmedium in unterschiedlichen Phasen vor, was einige reaktions- und verfahrenstechnische Vorteile mit sich bringt – beispielsweise eine vereinfachte Produktabtrennung.
Mit engem Bezug zur Grundlagenforschung entwickelt und optimiert das Team um den 33-jährigen Träger des Werner von Siemens‘-Nachwuchspreises neuartige Katalysatoren in einem iterativen Prozess aus Präparation, Charakterisierung und Testung. Die Syntheserouten werden anschließend hochskaliert und die Katalysatoren unter industrienahen Bedingungen untersucht. Auf diese Weise sollen innovative Verfahren für eine erfolgreiche Energie- und Rohstoffwende entstehen und gezielt zur industriellen Anwendung geführt werden.
Werner von Siemens‘-Nachwuchspreis
Seit 1977 wird der Werner von Siemens‘-Nachwuchspreis verliehen. Mit der Auszeichnung von Jungwissenschaftlerinnen und Jungwissenschaftlern möchte die Stiftung Werner-von-Siemens-Ring dazu beitragen, den Nachwuchs in den Bereichen Naturwissenschaft und Technik zu stärken.
Der im Jahr 1977 initiierte Kreis der Jungwissenschaftlerinnen und Jungwissenschaftler ist mittlerweile auf über 100 Personen angewachsen und stellt ein breites Netzwerk im Bereich der technischen Wissenschaften dar.
Die Stiftung Werner-von-Siemens-Ring
Die Stiftung Werner-von-Siemens-Ring wurde am 13. Dezember 1916 in Berlin anlässlich des 100. Geburtstages von Werner von Siemens gegründet. Hauptaufgabe und Zweck der Stiftung ist die Förderung der Naturwissenschaft und Technik.