Syntheseroboter in der Katalysatorforschung
Automatisierte Apparaturen testen im Institut für Angewandte Chemie Berlin-Adlershof e. V. (ACA) bis zu 200 Katalysatorproben gleichzeitig
Katalysatoren werden in der chemischen Industrie in nahezu allen Produktionsverfahren angewandt, da sie es ermöglichen, chemische Reaktionen energiesparend und ohne Abfallstoffe durchzuführen. Bekannt sind Katalysatoren, die im Auto helfen, giftige Abgase in unschädliche Stoffe umzuwandeln. Auch ihre Funktionsweise wird in einer Führung durch das Institut am 14. Juni erklärt.
Die Entwicklung neuer Katalysatoren ist sehr aufwendig: In der chemischen Industrie müssen etwa 10.000 verschiedene Katalysatoren getestet werden, bis ein geeigneter gefunden ist. Hier setzt die kombinatorische Katalyseforschung an. Sie nutzt Methoden der Kombinatorischen Chemie, mit denen in der Pharmaindustrie Millionen von chemischen Verbindungen in kurzer Zeit hergestellt und auf ihre pharmakologische Wirkung getestet werden.
Die Übertragung auf das Gebiet der Katalyse ist jedoch nicht einfach, da Katalysatoren äußerst kompliziert aufgebaute anorganische Materialien sind. Sie sind meist Stoffgemische. Typische Industriekatalysatoren enthalten bis zu zehn verschiedene Elemente. Die Idee der kombinatorischen Katalyse ist es nun, sehr viele verschiedene Katalysatoren herzustellen, indem verschiedene Stoffe miteinander gemischt werden. Das große Problem: Es gibt eine nahezu unendliche Anzahl von Möglichkeiten der Kombination. Es müssen also Methoden her, die mit nur wenigen Kombinationen zu geeigneten Katalysatoren führen.
Das geschieht am ACA zum einen durch die intelligente Auswahl der Stoffe, die man kombiniert, und zum anderen durch die Anwendung von mathematischen Optimierungsverfahren. Das ACA hat hierfür sogar ein Optimierungsverfahren patentiert.
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