Rhombos-Online-Nachrichten (RON)
29.12.2018
Kategorie: Energieforschung

Edelmetallfreie Katalysatoren für Energieanwendungen

Ulrike Kramm mit dem Preis der Adolf Messer Stiftung ausgezeichnet

Darmstadt. Ulrike Kramm, Juniorprofessorin an der TU Darmstadt, ist für ihre Forschungsarbeiten über edelmetallfreie Katalysatoren für Energieanwendungen im Dezember 2018 mit dem Preis der Adolf Messer Stiftung ausgezeichnet worden. Der mit 50.000 Euro dotierte Preis wird jährlich verliehen und fördert die Forschung und Lehre von Nachwuchswissenschaftlern an der TU Darmstadt.


Edelmetallfreie Katalysatoren stellen einen vielversprechenden Ansatz für viele energierelevante Anwendungen wie die Niedertemperatur-Brennstoffzelle oder etwa Elektrolyseure dar, wo derzeit noch Edelmetalle verwendet werden. Diese sind „nicht nur knapp und teuer, sondern werden häufig auch unter bedenklichen Bedingungen abgebaut“, betont Ulrike Kramm, Juniorprofessorin in den Fachbereichen Chemie sowie Material- und Geowissenschaften der TU Darmstadt.

Auf der Suche nach einem Ersatz für die Edelmetalle orientiert sich Kramm am Vorbild des Blutfarbstoffs Hämoglobin. In dessen Zentrum sitzt ein Eisenatom, umgeben von vier Stickstoffatomen. Anders als beim Hämoglobin, bei dem die Eisen-Stickstoff-Einheit als molekulares Zentrum in ein organisches Molekül eingebunden ist, sind die von Kramm entwickelten molekularen Zentren in reinen Kohlenstoff in Form von Graphen integriert. Kramms Katalysatoren enthalten als Metall nicht unbedingt Eisen, sondern zum Beispiel auch Kobalt, Kupfer oder Mangan. Der Bedarf an Metall für die Katalyse wird durch die Einbindung der Metalle in das molekulare Zentrum stark reduziert.

Preisträgerin Ulrike Kramm (Foto: Gregor Rynkowski / TU Darmstadt)Preisträgerin Ulrike Kramm
Foto: Gregor Rynkowski / TU Darmstadt

Deutschlandweit gilt die 39-jährige Wissenschaftlerin, die an der Fachhochschule Zwickau Physikalische Technik mit dem Schwerpunkt Umwelttechnik studierte und sich anschließend in einer Kooperation zwischen dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und Toyota mit der Optimierung neuer Brennstoffzellen-Katalysatoren beschäftigte, als Top-Expertin für diese zukunftsträchtigen Katalysatoren. In ihrer Doktorarbeit am HZB, die sie im Jahr 2009 abschloss, untersuchte Kramm die Struktur der edelmetallfreien Katalysatoren. Während ihrer Postdoc-Aufenthalte am kanadischen Forschungsinstitut INRS-EMT in Varennes, am HZB und an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg verfolgte sie die Strukturaufklärung weiter und entwickelte zudem ein Reinigungsverfahren, das die Katalysatorleistung steigert. Mit ihrem Team an der TU Darmstadt arbeitet sie jetzt daran, die Langzeitstabilität der edelmetallfreien Katalysatoren zu verbessern. Außerdem entwickelt ihre Gruppe neue Analyseverfahren, um die Struktur der Katalysatoren sowie die Katalysemechanismen weiter aufzuklären.


Mit dem Preisgeld des Stiftungspreises der Adolf Messer Stiftung möchte Kramm nun einen neuen Syntheseweg erforschen und außerdem untersuchen, inwieweit sich das Konzept der Metall-Stickstoff-Einheiten auf andere molekulare Zentren für die Katalyse von Energieanwendungen übertragen lässt. (Uta Neubauer/feu)

 

Kontakt:

Jun. Prof. Dr. Ulrike Kramm

Technische Universität Darmstadt

FG Katalysatoren und Elektrokatalysatoren

Otto-Berndt-Straße 3

64287 Darmstadt

eMail: kramm@ese.tu-darmstadt.de

Internet: https://www.mawi.tu-darmstadt.de/ekat/ekat/index.de.jsp