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mit Referenten der Covestro AG, veranstaltet von DECHEMA YOUNG

Stellenausschreibungen können Bewerber schnell in Panik versetzen. Die Anforderungen scheinen oftmals das eigene Portfolio zu überschreiten, das Aufgabengebiet fast nie in allen Punkten auf einen selbst zu passen. Internationale Unternehmen sind der Wunscharbeitgeber vieler Bewerber, doch viele scheitern schon an den ersten Bewerbungsschritten Richtung „Traumstelle“.

Wie zeigt man als Bewerber, dass man selbst die perfekte KandidatIn ist? Wir verpackt man sein Wissen und Können in ein Anschreiben und die vielen Erfahrungen und Stationen in einen Lebenslauf? Wie stellt man seine Stärken heraus und umspielt geschickt seine Schwächen?

Ist diese Hürde genommen, steht schon die nächste Herausforderung an. Das (Telefon-) Interview, die Gelegenheit zusätzlich zum Fachwissen auch mit Softskills zu glänzen. Wie man als Berufseinsteiger all das meistert, welche Softskills wichtig sind und wie man das erste Berufsjahr erfolgreich gestaltet, haben wir offen und mit vielen nützlichen Details im Online-Seminar mit drei Referenten der Covestro AG erläutert.

Unternehmenswebsite als Quelle nützlicher Informationen

Laura Schneider ist als Expert Employer Branding tätig und gab den Teilnehmern zunächst einen Überblick über die Covestro AG. Die breite Produktpalette, die gelebte Diversität und die zahlreichen Möglichkeiten eines internationalen Konzerns wurden verdeutlicht. Und es gab den ersten Tipp: Der Arbeitgeber erwartet, dass der Bewerber sich mit dem Unternehmen bereits vor dem Gespräch vertraut macht. Unternehmenspräsentationen mögen nicht so einfach zugänglich sein wie in einem Online-Seminar. Doch die Unternehmenswebsite bietet im Normallfall alle notwendigen Informationen, um sich mit der Firmenphilosophie und der –ausrichtung vertraut zu machen. Viele nützliche Informationen, die beim Einstieg behilflich sind, lassen sich über die Werte und Geschäftsfelder der Unternehmen ableiten.

Anschreiben, Lebenslauf und Softskills – Womit punktet man mehr?

71% der Teilnehmer halten das Foto auf dem Lebenslauf für wichtig.

Wie lange braucht ein Recruiting-Experte, um einen Lebenslauf auf den ersten Blick zu beurteilen? Chris Rziha gab die Antwort: Nur eine halbe bis eine Minute ist bei großem Bewerberaufkommen möglich. Das verdeutlicht, wie wichtig es ist, seine Stationen übersichtlich und ansprechend zu präsentieren. Bewerber sollten immer mit der aktuellsten Tätigkeit beginnen und sich dann zeitlich nach hinten arbeiten. Wichtiger Tipp: Zur Unternehmens- und Positionsangabe sollte man nach Möglichkeit noch drei bis vier Tätigkeitsbeispiele in Stichworten ergänzen. So kann man bereits im Lebenslauf zeigen, wie viel Wissen und Erfahrung man bereits für die ausgeschriebene Tätigkeit mitbringt. Und was gilt als Erfahrung? Sind auch Praktika oder Nebenjobs als solche zu erwähnen. Ganz klar – ja, so Rziha. Alle Tätigkeiten, ob Praktika oder Nebenjobs, sollten im Lebenslauf Erwähnung finden. Jegliche Tätigkeiten lassen auf Motivation und Können verschiedener Art schließen und können hilfreich sein, um sich von anderen Bewerbern abzusetzen.

Doch was kommt dann in das Anschreiben, wenn der Lebenslauf schon so vieles verrät? Dazu raten die Referenten, sich genau die Stellenausschreibung vorzunehmen. Eigene Skills, die besonders stark mit den Anforderungen des Unternehmens übereinstimmen, sollten im Anschreiben ausformuliert werden. Das Anschreiben ist die Gelegenheit, den Unterschied zu anderen auszumachen und seine persönlichen Stärken herauszustellen. Es kann sich also lohnen, darauf Zeit zu investieren, auch wenn das eigene Profil nicht hundertprozentig auf die Stellenausschreibung passt. Eine Übereinstimmung von 70-80% kann schon ausreichen, um in den engeren Auswahlkreis zu kommen.

Wenige Schritte bis zum Ziel: die Interviews

Die Interviews können ganz unterschiedlich verlaufen, oftmals gibt es beim Verfahren auch innerhalb eines Unternehmens Unterschiede. Telefoninterviews, Live-Interviews mit kompetenzbasierten Fragen oder Assessment Center sind beliebte Wege, um Bewerber kennen zu lernen. Auf das ein oder andere Beispiel für kompetenzbasierte Fragen können sich die Kandidaten bereits im Vorfeld vorbereiten. Beliebt sind Themen wie „Nennen Sie eine Situation, in der Sie gut im Team gearbeitet haben“ oder „Beschreiben Sie, wie Sie mit einer schwierigen Arbeitssituation umgegangen sind“. Mit den Antworten können Bewerber zugleich ihre fachlichen und menschlichen Stärken anhand von konkreten Beispielen herausstellen.

Dr. Maresa Sonnabend ist seit knapp über einem Jahr R&D Manager New Technologies bei Covestro und erzählte im Online-Seminar, wie sie ihren Einstieg gemeistert hat, welche Hürden sie dabei genommen hat und was sie Berufseinsteigern empfiehlt. Die letzte Auswahlrunde war für sie vermutlich die größte Herausforderung im Bewerbungsprozess. Denn Dr. Sonnabend hatte die Aufgabe, vor ihrem zukünftigen Vorgesetzten und Teamkollegen ihre Promotionsarbeit vorzustellen. Es folgten eine Menge Fragen, auf die, wie sie eingestand, nicht immer eine Antwort parat hatte. Doch auch darum geht es in diesem Prozess: Herauszufinden, ob der Bewerber mit Stresssituationen, Kritik und Gegenfragen umgehen kann. Und natürlich auch, wie gut das zukünftige Team und der Bewerber auf menschlicher Ebene zusammen passen.

Denn alle drei Referenten sagen: fachliche Kompetenzen können auch im Laufe der Tätigkeit vervollständigt werden, das Miteinander sollte jedoch auf Anhieb stimmen. Dr. Sonnabend erzählte auch von den vielen ungewohnten Situationen beim Berufseinstieg: Plötzlich in Meetings sitzen und Projekte betreuen, in die Kollegen involviert sind, die viel mehr Erfahrung und Wissen mitbringen, gehört zum Alltag eines Berufseinsteigers. Das Arbeiten mit Kollegen anderer Abteilungen, deren Fokus  auf anderen Teilen eines Projektes liegt, ist unabdingbar und erfordert die Bereitschaft, für Neues sowie Meinungen anderer offen zu sein. Als Tipp, um den Einstieg erfolgreich zu meistern, gilt: Keine Angst vor Fragen und Nachfragen! Fragen bekunden Interesse am Unternehmen, dem Projekt, der Tätigkeit, den Kollegen und führen oftmals dazu, dass Fehler und Fehlentscheidungen vermieden werden können und der Einstieg ins Unternehmen gelingt.

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… was würde er tun, haben wir Harun Tüysüz in unserem Interview gefragt, und die Antwort des DECHEMA-Preisträgers 2019 war eindeutig. Wie er die Aussichten auf eine klimaneutrale Chemieindustrie bis 2050 sieht, erfahren Sie außerdem hier im zweiten Teil unseres Interviews (hier geht es zum ersten Teil).

Eine Frage kann ich mir nicht verkneifen: Wir haben hier gerade eine Studie veröffentlicht, nach der die chemische Industrie eigentlich bis 2050 treibhausgasneutral werden könnte – vorausgesetzt, man bringt die entsprechenden Technologien jetzt voran und vorausgesetzt, man hat den entsprechenden günstigen erneuerbaren Strom. Halten Sie das aus technologischer Sicht für realistisch?

Photo by Chris LeBoutillier on Pexels.com

Es wäre traumhaft. Ich würde wirklich gerne ja sagen, aber ich fürchte, die Umsetzung könnte sich schwierig gestalten. Ich finde es wichtig, dass wir darüber sprechen. Sowohl Deutschland als auch die EU haben sich ja das Ziel gesetzt, bis 2050 klimaneutral zu sein. Es geht also um einen Entwicklungszeitraum von 30 Jahren. Bisher haben wir aber Probleme, unsere Ziele zu erreichen: Wenn wir uns die Treibhausemissionen des Umweltbundesamtes bis 2020 anschauen und mit denen von 1990 vergleichen, müssten wir jetzt bei 40 % weniger Emissionen sein. Tatsächlich haben wir eine Reduktion von lediglich 32 % erreicht – bis 2030 sollen es bereits 55 % weniger Emissionen sein. Die Entwicklung hat jedoch innerhalb der letzten 2-3 Jahre stagniert – wir müssen also etwas anders machen als bisher.

Den Bericht der DECHEMA finde ich da sehr spannend. Hier werden drei Szenarien skizziert – ich möchte mich auf das dritte fokussieren, nachdem die chemische Industrie bis 2050 treibhausgasneutral sein könnte. Dort steht, dass die Annahmen teilweise optimistisch ausfallen und neue Technologien schneller in den Markt gebracht werden. Dafür müssten wir unter anderem neue Katalysatoren entwickeln. Nehmen wir die  Ammoniaksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren. Damit produzieren wir insgesamt ungefähr 1,5 % der globalen Treibhausemissionen und des globalen Stromverbrauchs. Solche Verfahren innerhalb von 30 Jahren zu erneuern, wäre eine sehr große Herausforderung.

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Wir müssten dafür neuartige Katalysatoren entwickeln, um die elektrische Ammoniaksynthese zu umgehen. Aber auch für die Wasserspaltung durch Sonnenergie in Wasserstoff benötigen wir neuartige Katalysatoren. Gleichzeitig benötigen wir mehr Wasserstoff, z.B. durch elektrochemische Wasserspaltung. Optimal wäre natürlich, wenn wir CO2 direkt in Kohlenwasserstoffverbindungen umwandeln könnten. Wenn wir also Katalysatoren für diese 3 oder 4 wichtigen Verfahren entwickeln könnten und diese dann in 30 Jahren direkt in der Industrie anwenden könnten – dann würde ich sagen, Klimaneutralität ist machbar.

Aber ist das realistisch? Eher nicht. Das Verfahren der photokatalytischen Wasserspaltung wurde in den 1970er Jahren entwickelt und seitdem haben wir keine großen Sprünge gemacht. Die Katalysatoren, die wir haben, sind entweder nicht stabil oder absorbieren nur einen sehr geringen Bereich der Sonnenenergie. Die Mehrheit sind UV-absorbierende Materialien mit geringer Aktivität. Es gibt einen großen Bedarf an neuartigen Halbleitermetallen für die Solarwasserspaltung, und bei der elektrochemischen Wasserspaltung haben wir immer noch große Probleme mit dem Katalysator bei der Sauerstoffentwicklung.  Er basiert auf Ruthenium-Iridium-Oxid. Wenn wir so viel Wasserstoff erzeugen wollen, dass wir damit Kohle und Erdgas ersetzen können, brauchen wir riesige Katalysatormengen. Momentan hätten wir nicht einmal genug, um den Wasserstoffbedarf von Deutschland zu decken. Iridium ist ein ausgesprochen seltenes Element, das man hauptsächlich in Meteoriten findet – wir haben einfach nicht genug davon. Wir brauchen also Katalysatoren, die nicht auf Edelmetallen basieren.

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Ein anderes ganz heißes Thema ist die elektrochemische Ammoniaksynthese. In einem Traumszenario könnte man Stickstoff direkt aus der Luft verwenden, dazu Wasser, grünen Strom aus Wind- oder Sonnenenergie und könnte dann an einem Katalysator bei Raumtemperatur den Stickstoff zu Ammoniak umsetzen. Bisher können wir die Mengen, die wir so erzeugen, aber nicht einmal detektieren.

Wir müssen daran arbeiten und besonders die Entwicklung neuer Materialien ist sehr dringend. Aber dafür müssen wir mehr investieren, wir brauchen mehr Manpower und benötigen starke Teams mit Theoretikern und Physikern, um an neuartigen Katalysatoren zu forschen. Wenn wir das alles machen und es am Ende gemeinsam mit der Industrie umsetzen, dann könnten wir es schaffen. Ich bin nicht sehr optimistisch, aber ich hoffe, dass wir es hinbekommen.

Ich sehe aber noch einen anderen Aspekt auf dem Weg zur Klimaneutralität. Um solche Ziele zu erreichen, muss jeder einzelne mitmachen. Wir alle müssen nachhaltiger leben, darauf achtgeben, wie und womit wir fahren und was wir konsumieren. Schauen Sie sich zum Beispiel die Textilindustrie an: Hier wird viel CO2 produziert und wenn die Kleidung nun zu sehr geringen Preisen verkauft wird und der Endverbraucher sie nach kurzer Zeit wegwirft, dann ist das alles andere als klimafreundlich. Das Stichwort hier lautet „Recycling“.  Wir dürfen nicht Millionen Tonnen Plastik ins Meer schütten, sondern müssen daraus neue Waren produzieren. Auch die Industrie sollte nicht CO2 oder Stickstoff in die Luft ablassen, sondern es isolieren und in andere Chemikalien umwandeln.

Wir verfolgen das zum Beispiel mit dem Projekt Carbon2Chem. Darin geht es darum, Abgase aus der Stahlindustrie zu nutzen. Wir arbeiten zusammen mit Covestro daran, das Kohlenmonoxid für die Polymerproduktion einzusetzen. Andere Partner versuchen  Kohlendioxid zu Methanol und weiteren Chemikalien umzusetzen. Insgesamt müssen wir den Umgang mit Recycling verbessern und das ist nicht nur eine Aufgabe für Regierungen und Politik. Jeder muss hier seinen Beitrag leisten, um den CO2-Ausstoß global zu verringern.

Stellen Sie sich vor, die gute Forschungsfee kommt in Ihr Labor, und Sie dürfen sich etwas wünschen:  Eine Methode, ein Werkzeug, einen Katalysator – was würden Sie sich wünschen, was Sie besonders weiterbringen würde?

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Ich arbeite sehr gerne mit der Templatierungsmethode. Wir benutzen sie, um Katalysatoren mit sehr genau definierter Morphologie herstellen zu können. Mit den Synthesebedingungen können wir die Eigenschaften variieren und den Zusammenhang zwischen Struktureigenschaften und katalytischer Leistung ermitteln.

Wenn ich mir aber einen Katalysator wünschen könnte, dann wäre das einer, mit dem sich Stickstoff bei Raumtemperatur zu Ammoniak umwandeln ließe und ein Katalysator auf Basis von Übergangsmetallen für die effektive Wasserstoffherstellung.

Gerade wenn wir uns in eine nachhaltige Richtung bewegen wollen, dann wird meiner Meinung nach die Wasserstoffproduktion ein großes Problem für die Gesellschaft. Egal welches Verfahren Sie anschauen, CO2-Reduktion, Ammoniak-Synthese, Fischer-Tropsch oder Ähnliches – am Ende ist die Erzeugung von Wasserstoff der Knackpunkt. Wir brauchen also gute Verfahren und neuartige Katalysatoren, um Wasserstoff aus sauberen Quellen wie zum Beispiel Wasser herstellen zu können. Das wäre also mein Wunsch und auch der wichtigste Schritt auf dem Weg in eine nachhaltige Zukunft.

Herzlichen Dank für das Gespräch.

Die Verleihung des DECHEMA-Preises 2019 findet am 27. August 2020 im Rahmen einer Online-Veranstaltung statt. Im Mittelpunkt steht dabei die Wasserstofferzeugung als wissenschaftliches Thema. Die Anmeldung ist kostenfrei – registrieren Sie sich hier für den DECHEMA-Prize 2019.

… sagt Harun Tüysüz, Katalyseforscher am MPI für Kohlenforschung in Mülheim und DECHEMA-Preisträger 2019. Den DECHEMA-Preis wird er am 27. August 2020 im Rahmen einer hybriden Veranstaltung entgegennehmen (Anmeldung zum DECHEMA-Prize 2019). Wir haben uns mit ihm über seine Forschung, seine „Traumreaktion“ und die Vision von einer treibhausgas-neutralen Chemieindustrie unterhalten. Im heutigen ersten Teil des Interviews erfahren Sie mehr darüber, welche Faktoren die Katalysator-Aktivität beeinflussen und was Harun Tüysüz an seiner Arbeit besonders gut gefällt.

Herr Tüysüz, das Spektrum Ihrer Forschungsarbeiten ist unglaublich breit. Gibt es so etwas wie einen kleinsten „gemeinsamen Nenner“? Einen Bereich, den man als Ausgangspunkt für Ihre Forschung bezeichnen könnte?

Harun Tüysüz ist begeisterter Wissenschaftler.

Ich gebe Ihnen Recht, von außen betrachtet erscheint meine Forschungsrichtung sehr breit. Im Kern beschäftige ich mich jedoch mit dem Design und der Entwicklung von Katalysatoren mit sehr genau definierter Nanostruktur und deren Anwendung im Bereich nachhaltiger Energie.

Hierbei haben wir ein klar definiertes Ziel: Ob CO2-Aktivierung, elektrochemische Wasserspaltung oder sogar der Halogenid-Perowskit-Katalysator  –  letztlich versuchen wir immer, eine Verbindung zwischen der Struktur und ihrer katalytischen Aktivität zu finden. Damit definieren wir die Struktur-Aktivitäts-Korrelation durch die Syntheseparameter und schlussendlich auch ihre katalytische Aktivität und Anwendung.

Welche Rolle spielt denn die Struktur überhaupt für den Katalysator? Man könnte ja denken, dass bei der Katalyse eigentlich nur die Oberfläche  ausschlaggebend ist und vielleicht noch, wie gut das Molekül dort hinkommt. Aber tatsächlich geht es um mehr als das?

Es geht auf jeden Fall um mehr. Natürlich gibt es Reaktionen, die sehr empfindlich auf die Struktur und die physikalischen Eigenschaften der Materialien reagieren. Ein Beispiel: die Fischer-Tropsch-Katalyse, die hier am Max-Planck-Institut entdeckt wurde. Bei dem Verfahren kann mithilfe von Kobalt-Nanopartikeln  Kohlenmonoxid mit Wasserstoff zu Kohlenwasserstoffverbindungen umgewandelt werden. Es gibt dabei einen Trend, der besagt, „je kleiner der Nanopartikel, desto aktiver und besser ist der Katalysator“.  Für diesen gibt es aber eine Grenze: unterhalb einer Partikelgröße von 6-7 Nanometern verringert sich die Aktivität des Katalysators wieder. Das ist eine sehr spezifische Eigenschaft der Fischer-Tropsch-Katalysatoren, die auch für andere Reaktionen gelten kann. Neben der Struktur spielen also die Zusammensetzung, die Morphologie, die Porosität, die Oberfläche, die Partikelgröße, die Partikelform und die Defekte sehr wichtige Rollen in der heterogenen Katalyse.

Es gibt also viel mehr Faktoren als die Partikelgröße?

Die Oberflächenstruktur eines Katalysators hat einen wesentlichen Einfluss auf seine Aktivität.

Absolut! Morphologie, Partikelgröße und Form sind alles wichtige Parameter, die eine große Rolle in der Katalyse spielen können. Während einer chemischen Reaktion sind die Wechselwirkungen zwischen den Katalysatoren und den Reaktanden sowie deren Adsorptions- und Desorptionsenergien sehr stark von der Form und den Facetten der Katalysatoren abhängig.  Wenn Sie einen Katalysator haben, der an der Oberfläche Würfel-, Oktaeder- oder Pyramidenstrukturen bilden kann, werden Sie je nach Oberflächenstruktur unterschiedliche Aktivitäten und auch Produktselektivitäten beobachten.

Man könnte also anhand der Katalysatorstruktur vorhersagen, wie ein Reaktion abläuft bzw. welche Struktur man für ein gewünschtes Ergebnis bräuchte. Wie gut versteht man diesen Zusammenhang denn schon?

Für viele Reaktionen lässt sich das bereits mithilfe des entsprechenden theoretischen Hintergrundwissens vorhersagen. Aber es gibt auch immer noch viele Fälle in der Katalyseforschung, in denen das Ergebnis am Ende eine Überraschung ist.

Wenn Sie wie beispielsweise bei der Wasserspaltung in eine neue Richtung forschen, können sich die tatsächlichen Ergebnisse stark von Ihren Anfangsannahmen unterscheiden. Sie können zwar ungefähr berechnen, welche Aktivität oder Stromstärke Sie von einer bestimmten Elektrokatalyse erwarten, doch Aspekte wie die Kinetik, die Diffusion oder der Stofftransport können dazu führen, dass das Resultat weit von dem abweicht, was Sie erwartet haben.

Die Katalyseforschung ist ein sehr großes Feld mit viel Theorie und immer noch unvorhersehbaren Ergebnissen – was fasziniert Sie besonders daran?

90% aller hergestellten Produkte sind auf ihrem Lebensweg einem Katalysator begegnet. [Photo by Martin Lopez on Pexels.com]

Die Katalyseforschung ist ein Bereich mit einer langen und reichen Geschichte. Sie wird eine noch strahlendere Zukunft haben, da die Herausforderungen unserer Gesellschaft mehr Unterstützung erfordern. Sie ist auch der Schlüssel zur Schaffung einer sicheren, nachhaltigeren und umweltverträglichen Zukunft.

Die Katalyseforschung ist sehr interdisziplinär und erstreckt sich über weite Bereiche der Chemie, Biochemie, Biotechnologie, Chemietechnik und Materialwissenschaften. Ungefähr 90% aller hergestellten Materialien beinhalten auf der einen oder anderen Stufe ihrer Herstellung mindestens einen katalytischen Prozess. Es beeindruckt mich, wie breit das Feld der Katalyse gefächert ist und wie sehr sie unser tägliches Leben beeinflusst, manchmal ohne dass wir es wissen.

Ich glaube, die große Faszination meiner Arbeit ist, dass kein Tag dem anderen gleicht. Jeder Tag im Büro birgt neue Herausforderungen. Die stete Weiterentwicklung fasziniert mich – jeden Tag ergeben sich neue Puzzleteile, die wir dann am Ende zu einem großen Bild zusammenbauen, um so Lösungen für wissenschaftliche Probleme liefern zu können.

Wo sehen Sie denn die größten Hürden bei Ihrer Arbeit?

Die größte Herausforderung für die Katalysegemeinschaft ist die Beobachtung der katalytischen Reaktion unter Betriebsbedingungen. Dies liefert wesentliche Erkenntnisse über die Veränderung der Katalysatoren, ihre Aktivierung oder Deaktivierung. Wir brauchen die Entwicklung fortschrittlicherer analytischer Techniken, um mehr Einblick in die katalytische Reaktion- und den Reaktionsmechanismus sowie die Bestimmung der aktiven Zentren zu ermöglichen.

Die Bürokratie kann eine hohe Hürde für Wissenschaftler sein. [Photo by Pixabay on Pexels.com]

Für meine Arbeit sehe ich die größten Hürden, um ehrlich zu sein, tatsächlich im nicht-wissenschaftlichen Bereich. Das betrifft vor allem die Bürokratie und den unnötigen Papierkram. Der zweite große Punkt sind die Schwierigkeiten, wenn es darum geht, Finanzmittel für die Grundlagenforschung zu gewinnen. Ich gebe Ihnen dafür gern ein Beispiel: Nobelpreisträger Otto Warburg hat Anfang 1921 einen Antrag bei der DFG eingereicht. Dieser Antrag bestand aus einem einzigen Satz: „Ich benötige 10.000 (zehntausend) Mark.“ Dieser Antrag wurde bewilligt und Otto Warburg hat am Ende die benötigten Mittel erhalten.

Wenn ich heutzutage einen Antrag auf Fördermittel stellen möchte, dann dauert das Verfahren extrem lang, häufig 8-12 Monate. Es kann Jahre dauern, bis man tatsächlich Mittel für eine neue Forschungsrichtung bekommt. Wenn es dann soweit ist, sind andere Wissenschaftler oder Länder vielleicht schon gar nicht mehr an diesem Thema interessiert. Ohne konkrete Anwendung ist es ebenfalls schwierig, an Fördermittel zu kommen. Dabei ist es sehr wichtig, die Grundlagenforschung in Deutschland zu unterstützen. Wenn man heute ein Chemiebuch zur Hand nimmt, beruht fast alles Wissen darin auf Grundlagenforschung. Das müssen wir erhalten.

Ich merke schon, die Hürden in Ihrer Arbeit beziehen sich weniger auf die Forschung, sondern eher auf das Drumherum.

Mit der Forschung bin ich sehr zufrieden. Ich arbeite am Max-Planck-Institut und wir haben eine sehr gute Infrastruktur vor Ort. Wir erhalten zudem viel Unterstützung von der zentralen Max-Planck-Gesellschaft. Außerdem ist das MPI für Kohlenforschung eine Stiftung, die sich zum Teil durch alte Patente zum Beispiel für die Polyethylen-Herstellung finanziert. Wissenschaftlich geht es uns also sehr gut.

Lesen Sie nächste Woche im zweiten Teil des Interviews, wie Harun Tüysüz die Chancen für eine treibhausgas-neutrale chemische Industrie bis 2050 einschätzt, was dafür gebraucht würde und welchen Katalysator er sich von einer guten „Wissenschafts-Fee“ wünschen würde.

… Prof. Dr. Kurt Wagemann, Geschäftsführer des DECHEMA e.V., und Dr. Florian Ausfelder, Themensprecher „Energie & Klima“ beim DECHEMA e.V.

Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft, denn er kann mithilfe erneuerbarer Energien klimaneutral hergestellt werden. So kann Strom, beispielsweise aus Solar- und Windkraft, in Form von Wasserstoff gespeichert und transportiert werden. Außerdem kann das Gas als Brennstoff oder Ausgangsstoff für Chemikalien und Kraftstoffe fossile Energieträger in Bereichen ersetzen, die nicht auf Strom umgestellt werden können. Dazu zählen unter anderem der LKW-, Flug- und Schiffsverkehr sowie verschiedene Industriezweige. Damit Deutschland die Zukunft der Wasserstofftechnologien aktiv mitgestaltet, hat die Bundesregierung kürzlich die Nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Was steckt dahinter? Wie realistisch sind die Ziele und wo steht die deutsche Forschung heute? Prof. Dr. Kurt Wagemann und Dr. Florian Ausfelder geben Antworten.

Quelle Adobe Stock/ Fokussiert

Um die Nationale Wasserstoffstrategie wurde lange gerungen. Nun wurde sie endlich beschlossen – milliardenschwer. Zusammen mit dem Konjunkturpaket als Reaktion auf die Corona-Krise sollen neun Milliarden Euro in Wasserstofftechnologien fließen. Wie bewerten Sie die Nationale Wasserstoffstrategie?

Wasserstoff hat als zukünftiger Energieträger das Potenzial, unser gesamtes Energiesystem nachhaltig zu verändern.  Daher ist es sehr zu begrüßen, wenn die Entwicklung einer solchen Zukunftstechnologie nicht nur in isolierten Anstrengungen verfolgt wird, sondern eine konzertierte Herangehensweise nicht nur der verschiedenen Ministerien, sondern auch in engem Kontakt mit Wirtschaft und Wissenschaft angestrebt wird.

Wasserstoff kann in vielen Bereichen einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende und einer nachhaltigen Entwicklung leisten. In einigen Bereichen ist er jedoch langfristig alternativlos und wir begrüßen ausdrücklich den Fokus auf die industrielle Nutzung von Wasserstoff in den Grundstoffindustrien, speziell auch der chemischen Industrie.

Die Antwort auf die Frage, welche Farbe der Wasserstoff haben kann und darf, hätten wir uns aus folgenden Gründen offener gewünscht: Wir bezweifeln, dass ausreichende Mengen an „grünem“ Wasserstoff schnell und kostengünstig genug zur Verfügung stehen werden, um die neuen Industrieprozesse rasch auszurollen und die Infrastruktur zügig zu entwickeln. Auch sehen wir die Position als zu einengend im Kontext eines  europäischen Binnenmarktes an. Wasserstoff wird zu einem wichtigen Handelsgut innerhalb Europas werden, dessen Quellennachweis aber nachverfolgbar sein muss.

Wie realistisch sind die Ziele? Und wie können diese erreicht werden?

Das Ziel, Wasserstoff über einen Leitmarkt als Dekarbonisierungsoption zu etablieren und damit einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten, ist ein hoher Anspruch, vor allen Dingen im Hinblick auf die beabsichtigte Zeitschiene und mit dem Anspruch allein auf „grünen“ Wasserstoff zu setzen. Als „grüner“ Wasserstoff wird im Kontext der Nationalen Wasserstoffstrategie nur Wasserstoff verstanden, der unter Einsatz erneuerbarer Energien bereitgestellt wird. Die Zielsetzungen sind ambitioniert. Es geht dabei auch um die Förderung von Forschung und Entwicklung für das Upscaling der Elektrolyseure bis in den Gigawatt-Bereich und um Investitionsmittel, um Elektrolysekapazitäten schneller hochzufahren. Zentral wird aber sein,  zu welchen Kosten der Wasserstoff nachher zur Verfügung steht und ob dies für die Anwendungen im Vergleich zu den Alternativen wettbewerbsfähig ist. Hier sehen wir noch Herausforderungen, sowohl im notwendigen zusätzlichen Ausbau erneuerbarer Energien, den Kosten für „grünen“ Strom und dem Umbau der Prozessketten. Wie in der Nationalen Wasserstoffstrategie ausgeführt, werden wir um den Import nicht herumkommen. Dieser sollte im Kontext einer vertrauensvollen Zusammenarbeit und mit Rücksicht auf die energie- und entwicklungspolitischen Ziele der Exportländer entwickelt werden.

„Wasserstoff wird zu einem wichtigen Handelsgut innerhalb Europas werden.“

Welche Industriezweige und Sektoren, sprich Industrie, Verkehr, Wärme etc., können besonders von der Nationalen Wasserstoffstrategie profitieren?

Für einige Industriebranchen, vor allen Dingen in der Grundstoffindustrie, ist Wasserstoff mittelfristig alternativlos, um die Produktion nachhaltig und klimaneutral zu gestalten. Hierzu gehören die chemische Industrie und die Stahlindustrie. Auch andere Industrien können profitieren, entweder durch den Einsatz von Power-to-X-Brennstoffen oder als Lieferant des dafür erforderlichen neuen Rohstoffs Kohlenstoffdioxid (CO2), der unter Einsatz von Wasserstoff zu diesen Brennstoffen umgesetzt wird. Wir sollten uns aber nichts vormachen. Die Grundstoffindustrien zeichnen sich durch einen sehr hohen Energiebedarf für die chemischen Umwandlungen aus, gleichzeitig aber durch eine relativ geringe Wertschöpfung pro eingesetzter Einheit Energie. Umgekehrt bedeutet dies, dass wenig Spielraum für eventuell anfallende Mehrkosten verfügbar ist. Gerade auch deshalb wird die Herausforderung darin bestehen, die Kosten für „grünen“ Wasserstoff sehr schnell und substanziell gegenüber dem aktuellen Kostenniveau zu senken.

Deutschland soll international führend im Bereich der Wasserstofftechnologien werden. Dazu soll die Forschungsförderung in den nächsten Jahren deutlich erhöht werden. Wie ist hierzulande der aktuelle Stand von Forschung und Entwicklung? Wo muss noch mehr getan werden?

Deutschland ist aktuell sehr gut im Bereich der Forschung und Entwicklung dabei. Wir sehen ein starkes Engagement sowohl der industriellen Endanwender als auch im Anlagenbau. In diesem Sinne werden von der Nationalen Wasserstoffstrategie wichtige Impulse für die weitere Entwicklung ausgehen. Wir als DECHEMA sprechen uns für eine enge Verzahnung von akademischer und industrieller Forschung und Entwicklung aus. Zum einen muss die akademische Community hinsichtlich der industriellen Herausforderungen sensibilisiert werden, zum anderen werden auch im industriellen Umfeld die Chancen einer Zusammenarbeit im Hinblick auf die Etablierung von gesamten Wertschöpfungsketten stärker dargestellt werden müssen. Nur dann lassen sich, ausgehend von einer frühzeitigen Zusammenarbeit in Forschungs- und Entwicklungsprojekten über Branchengrenzen hinweg, gemeinsam die Herausforderungen erfolgreich meistern. Im Rahmen der Forschungsoffensive sind auch große Forschungsvorhaben „Wasserstoff in der Stahl- und Chemieindustrie“ als zukunftsweisende Angebote angekündigt, um Klimaneutralität zu erreichen. Wir sehen in dieser Maßnahme eine gute Chance, früh die relevanten Prozesse zu adressieren und zukunftsfähig und nachhaltig zu gestalten.

„Für einige Industriebranchen ist Wasserstoff alternativlos, um die Produktion nachhaltig und klimaneutral zu gestalten.“

Wie trägt die DECHEMA dazu bei?

Die DECHEMA sieht sich an der Schnittstelle von Akademia, Industrie und Gesellschaft. In unseren Netzwerken werden die Themen ausgiebig von Experten mit unterschiedlichsten Hintergründen diskutiert. Wir sind darüber hinaus intensiv selbst in Forschungs- und Entwicklungsprojekten aktiv. Im Zentrum unseres Engagements steht das professionelle Management sehr großer BMBF-geförderter Projekte: Das Kopernikus-Projekt P2X, das  verschiedene Power-to-X-Wertschöpfungsketten abbildet, und NAMOSYN, das  sich mit synthetischen Kraftstoffen beschäftigt. Hinzu kommen weitere Projekte wie Power-to-Methanol als eine Vorstudie für eine Anlage zur Produktion von erneuerbarem Methanol. Diese Projekte ergänzen sich hervorragend mit unseren Aktivitäten zur CO2-Abtrennung und Nutzung als einem unverzichtbaren Baustein für die weitere Nutzung von Wasserstoff in Form von kohlenstoffhaltigen Energieträgern oder chemischen Grundstoffen. Im Kontext nationaler und internationaler Aktivitäten bilden unsere Veranstaltungen eine Möglichkeit, den Austausch in und zwischen den Communities zu stärken und voranzubringen. Die DECHEMA hat außerdem in Form von Studien- und Positionspapieren schon früh die Bedeutung von Wasserstoff hervorgehoben und insbesondere im Kontext der chemischen Industrie analysiert.

Das DECHEMA-Forschungsinstitut gehörte 2015 zu den Gründungsmitgliedern der Zuse-Gemeinschaft. Mit dem Vorsitzenden des DFI Prof. Dr. Jens Schrader sprachen wir über die Vielfalt der Forschungslandschaft bei Zuse und den neuen Zuse-Cluster Bioökonomie.

Erzählen Sie doch kurz etwas über die Zuse-Gemeinschaft: Wozu ist sie da und was möchte sie erreichen?

Prof. Dr. Jens Schrader, Vorsitzender des DECHEMA-Forschungsinstituts

Jens Schrader: Die Zuse-Gemeinschaft ist der Zusammenschluss der industrienahen, privatwirtschaftlich organisierten Forschungseinrichtungen in Deutschland. Davon gibt es etwa 130 – 75 sind inzwischen in der Zuse-Gemeinschaft organisiert. Das gemeinsame Merkmal ist ihre Gemeinnützigkeit und Nähe zum Mittelstand sowie die Ausrichtung auf spezifische Branchen.

Welche Forschungsfelder deckt die Zuse-Gemeinschaft ab?

Die Forschungsfelder umfassen alles, was momentan gesellschaftliche Relevanz hat: von Energie über Materialien bis hin zu Informatik, Biotechnologie und Medizin ist alles dabei. Diese sehr breite Aufstellung zeigt auch die Branchenoffenheit der Institute in der Zuse-Gemeinschaft. Sie sind jeweils historisch gewachsen und mit den speziellen Problemen und Bedürfnissen ihrer Branchen bestens vertraut – daraus hat sich ein besonderes Vertrauensverhältnis zu den mittelständischen Firmen aufgebaut. Diese schätzen das flexible und schnelle Handeln der Institute sowie ihre langjährige Expertise und anwendungsorientierte Denkweise.

Und welche Rolle spielt das Thema Bioökonomie in der Zuse-Gemeinschaft?

© DECHEMA-Forschungsinstitut / Stefan Streit Fotografie

Viele Institute in der Zuse-Gemeinschaft beschäftigen sich mit F&E-Themen im Bereich Bioökonomie. Wir decken dabei die Forschung entlang der gesamten Wertschöpfungskette ab: von den verschiedenen biologischen Rohstoffen bis zu innovativen Produktionstechnologien und biobasierten Materiallösungen. Einige Institute sind auch in der professionellen Bewertung von Nachhaltigkeit erfahren. Im April haben wir mit ca. 20 Instituten den Themencluster Bioökonomie gegründet –passend zum BMBF Wissenschaftsjahr. Auf diese Weise wollen wir die internen Synergien noch stärker nutzen und die Sichtbarkeit der Zuse-Gemeinschaft in Politik und Gesellschaft weiter erhöhen. Cluster zu anderen Schlüsselthemen sollen folgen.   Auf der Zuse-Homepage lassen sich die Institute nach Biotechnologie, aber auch nach allen anderen wichtigen Technologiefeldern sortieren. Ein Besuch lohnt sich!

Die Zuse-Gemeinschaft vertritt die Interessen unabhängiger privatwirtschaftlich organisierter Forschungseinrichtungen. Dem technologie- und branchenoffenen Verband gehören bundesweit über 70 Institute an. Als praxisnahe und kreative Ideengeber des deutschen Mittelstandes übersetzen sie die Erkenntnisse der Wissenschaft in anwendbare Technologien und bereiten so den Boden für Innovationen, die den deutschen Mittelstand weltweit erfolgreich machen.

Zum Cluster Bioökonomie in der Zuse-Gemeinschaft

Wohin nach dem Labor?

Das Studium der verschiedenen MINT-Fächer fordert und fördert zugleich. Es eröffnet den Studierenden viele Perspektiven für den Einstieg in die Berufswelt . Genau dieses Vielerlei an Möglichkeiten führt aber zu Fragen, die nicht so einfach in einem Studienbuch oder durch Lehrpersonal beantwortet werden können. Wie sieht der Berufsalltag aus, wenn ein Biochemiker das Labor gegen den Schreibtisch eintauscht? Oder sich gar als Patentanwältin den Paragraphen widmet, statt den Reagenzgläsern treu zu bleiben?

Viele dieser Fragen haben die über 50 Teilnehmerinnen und Teilnehmer beim  YOUNG DECHEMA-Webinar „Raus aus dem Labor – Berufliche Perspektiven für MINT-Studierende außerhalb des Labors“ gestellt. Zwei Referentinnen haben ehrlich, offen und kompetent die Antworten geliefert und einen ausführlichen Einblick in ihren Werdegang und den heutigen Berufsalltag gewährt.

Zunächst hieß es „Nicht mehr im Labor, aber noch nah dran“

CMC-Managerin Regina Medvedev

Oder auch mittendrin, aber nicht mehr ganz dabei. Wie das geht, verriet Dr. Regina Medvedev, CMC Managerin bei der Biotest AG in Dreieich. Hier lernten die Teilnehmer gleich zu Beginn etwas – denn die Funktionsbezeichnung CMC steht für „Chemistry, Manufacturing and Controls“, und beschreibt den Tätigkeitsbereich  „Informationen bewerten, die notwendig sind, um ein Medikament mit gleichbleibender, hoher Qualität produzieren zu können.“ Die promovierte Biochemikerin bot den Teilnehmern einen Einblick in ihren akademischen Werdegang und verriet, welche Stationen und damit verbundene Herausforderungen sie dazu gebracht haben, das Labor zugunsten des Schreibtisches zu verlassen. Unter anderem waren fehlende Planungssicherheit durch oftmals befristete Verträge in Forschungsprojekten sowie ungeregelte Arbeitszeiten, die der Arbeitsalltag in Laboren mit sich bringt, ausschlaggebend, den Weg in die Wirtschaft und aus dem klassischen Laboralltag zu wagen. Dr. Medvedev machte auf die Hindernisse der Jobsuche aufmerksam und mahnte, nicht zu spät mit der Suche zu beginnen, sich lieber schon vor dem Ende des Studiums bzw. der Promotion zu bewerben und Gelegenheiten für Praktika bereits während des Studiums zu ergreifen. Praktisches Know-How und ein breites persönliches Netzwerk können die Jobsuche erheblich erleichtern. Viele Teilnehmer nutzten die Gelegenheit, ihre Fragen an die Referentin zu richten. Ist es realistisch, eine Stelle zu bekommen, obwohl man als Bewerber nicht alle in der Stellenanzeige angegebenen Kompetenzen mitbringt? Und auf welchen Wegen können Studenten sich diese bereits im Studium aneignen? Die lebhafte Fragerunde lieferte nützliche Tipps und machte auf die verschiedenen Karrierewege nach dem Studium neugierig.

Akten statt Reagenzglas – Berufsbild Patentanwältin“

Patentanwältin Anna-Katharina Heide

Das Webinar ging spannend weiter: Was bewegt eine promovierte Naturwissenschaftlerin dazu, ein weiteres Studium aufzunehmen, dies berufsbegleitend und in einem Feld, das ganz andere Kompetenzen voraussetzt als es der klassische Doktorand eines MINT-Faches gewohnt ist? Dr. rer.nat. Dipl. Biol. Anna-Katharina Heide, Patentanwältin, European Patent Trademark and Design Attorney, bei IP-Patentanwälte, referierte über ihren Karriereweg und zeigte den Teilnehmern detailliert auf, welche Stationen es auf dem Weg zum Patentanwalt zu bewältigen gilt und wie zeitintensiv eines Studiums an einer Fernuniversität ist. Sie ging auch auf die einzelnen Stationen und die damit verbundenen Herausforderungen ausführlich ein, wie etwa auf das Amtsjahr sowie die Europäische Prüfung.

Die Teilnehmer interessierte sich besonders  dafür, welche Charakterzüge für die Ausübung dieses Berufes relevant seien. Dr. Heide nannte hier eine Vielzahl von Eigenschaften, darunter solche wie „Demut vor der Komplexität der Materie, Klarheit über die rechtlichen Folgen für den Mandanten, hohe Sorgfalt und Genauigkeit mit Blick für das Detail, gutes Erinnerungsvermögen und analytisches Denken“. Sie gewährte auch einen Einblick in ihren Berufsalltag:„Sie arbeiten am Schreibtisch, mit wenig zwischenmenschlichen Kontakten, aber dafür mit ganz viel Papier und Internet!“. Im Anschluss beantwortete Dr. Heide Fragen der Teilnehmer darüber, wie sie zu Ihrem ersten Mandanten kam und ob sich der lange Weg vom Studium in den Beruf gelohnt hat.

Bedauern Sie, dass Sie das Webinar verpasst haben?

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Überrollt uns die Digitalisierungswelle? Mit einem Blick auf die letzten Wochen könnte man das wohl sagen – allerdings ganz anders, als wir zu Beginn unserer Digitalisierungsserie hier im Blog dachten. Und wir hatten auch nicht damit gerechnet, das so unmittelbar am eigenen Leib zu erfahren …

Die letzten Wochen haben zu vielen Veränderungen in unserer Art zu Arbeiten geführt. Schon seit Jahren wird diskutiert, ob eine Ausweitung von Homeoffice zu mehr oder weniger Produktivität führt. Vielfach war die Infrastruktur für den Zugriff auf Firmenressourcen lediglich auf wenige Mitarbeiter auf Dienstreise ausgelegt.

In Zeiten von #SocialDistancing,  #StayHome und #FlattenTheCurve halten aber viele Firmen auf einmal große Teile der Belegschaft zur Arbeit vom heimischen Schreibtisch an (beim Verfassen dieses Textes handelt es sich sogar um das heimische Sofa). Dies führt zu einem Sprung in der Digitalisierung der Arbeit, der eine Herausforderung für alle Beteiligten darstellt. Die IT-Abteilungen müssen Lizenzen für VPN-Zugänge beschaffen und Mitarbeiter ohne Laptop müssen mit entsprechender Hardware ausgestattet werden.

Da ist es von Vorteil, wenn man, wie bei Covestro vermeldet, ohnehin gerade entsprechende Digitalisierungsprojekte in Vorbereitung hat. Für das geplante Training an den neuen Tools ist dann zwar keine Zeit mehr, aber zumindest stehen die Programme zur Verfügung.

Digitalisierung
© pixabay

Neue Art der Kommunikation

Auch die Art zu kommunizieren ändert sich. Persönliche Treffen werden auf Webkonferenzen umgestellt, große Veranstaltungen werden digital übertragen und das ein oder andere lässt sich statt mit einer Besprechung auch per E-Mail klären. Die ersten Tage in dieser neuen Situation waren dann auch etwas holprig. Web- und Telefonkonferenz-Dienste stießen an ihre Kapazitätsgrenzen und mussten aufrüsten oder ihre Leistungen anpassen.

Auch die interne Abstimmung zur Nutzung der vorhandenen Lizenzen wurde komplizierter, weil plötzlich alle gleichzeitig darauf zugreifen wollten. Inzwischen funktioniert die Arbeit recht reibungslos und auch die Kommunikation läuft deutlich routinierter. Und auch Fortschritte bei schon lange verwendeten Tools sind erkennbar: Musste man früher mindestens die ersten fünf Minuten von Webkonferenzen für technische Schwierigkeiten mindestens eines Teilnehmers einplanen, ist dies inzwischen eher die Ausnahme. Es macht eben einen Unterschied, ob man einmal im Monat oder zweimal pro Tag die Einstellung für sein Mikrofon sucht.

Diagnose von Schwachstellen

Was zudem deutlich wird, sind die Schwachstellen, die unsere Infrastruktur noch bei der Digitalisierung hat. Streaminganbieter mussten die Bildqualität auf SD reduzieren, nachdem unter anderem in der Schweiz zeitweise über eine Nicht-Durchleitung dieser Dienste zu Bürozeiten diskutiert wurde. So gefährdet dann noch die plötzliche Umstellung auf flächendeckendes Homeoffice in Kombination mit Schulschließungen die Netzneutralität.

Und natürlich gibt es auch die Arbeiten, die nicht im Homeoffice erledigt werden können. In der Produktion sind Mitarbeiter vor Ort unerlässlich. Bei Wartung und Instandhaltung versteht sich das von selbst, aber auch bei der Anlagensteuerung wäre ein Remote-Zugriff mit erheblichen Sicherheitsrisiken verbunden. Auch hier könnte die Digitalisierung Wege eröffnen, den Präsenzbedarf zumindest zu verringern, von sicherem Remote-Zugriff auf vollautomatisierte Anlagen bis zur Anlagensteuerung mit Künstlicher Intelligenz. Doch in diesen Bereichen ist noch viel Entwicklungsarbeit nötig.

Integration statt Balance?

Aber zurück zu uns Schreibtischtätern. Die eingangs erwähnte Unsicherheit, wie sichHomeoffice auf die Produktivität auswirkt,  entsteht auch durch unzureichende Erfahrung. Diese Erfahrung werden jetzt viele von uns machen. Statt der Kaffeepause wird eben mal eine Pause zum Windelwechseln gemacht (fügen Sie an dieser Stelle eine beliebige Tätigkeit in Ihrem Haushalt ein). So wird aus der vielbeschworenen Work-Life-Balance eine Work-Life-Integration. Dabei hilft es, dass derzeit auch die Toleranz gegenüber Haustieren oder neugierigen Kleinkindern in der Webkonferenz etwas größer ist, als sie das noch vor einigen Wochen war.

Was jedoch in jedem Fall fehlt, ist das Gespräch mit den Kolleginnen und Kollegen. Neben den sozialen Aspekten sind diese Gespräche auch für den ungezwungenen Austausch da. So manche Projektidee ist in der Kaffeeküche entstanden. Bei Veranstaltungen in digitalen Formaten kann zwar die wissenschaftliche Qualität genauso hoch sein wie bei einer Präsenzveranstaltung. Der hohe Wert von Letzteren ergibt sich aber immer auch aus den persönlichen Gesprächen in den Vortragspausen, wenn alle an einem Ort versammelt sind und Zeit haben.

Lassen Sie uns also unseren Teil dazu beitragen, diese Situation zu überstehen. Bleiben wir zu Hause, wenn es möglich ist und lassen den Platz im öffentlichen Verkehr den Kolleginnen und Kollegen, die vor Ort gebraucht werden. Wenn es überstanden ist, freuen wir uns auf ausgiebige Gespräche an der Kaffeemaschine und auf den persönlichen Austausch auf der nächsten Tagung. Und vielleicht führt die Erfahrung mit vielen digitalen Formaten in dieser Zeit auch zu einem nachhaltigen Sprung in der Digitalisierung der Arbeitswelt.

Autor: Dr. Alexander Möller, DECHEMA e.V. / Forschungs- und Projektkoordination

Wir leben in einer digitalen Welt – nahezu alles und jeder ist vernetzt, Informationen und Services sind rund um die Uhr verfügbar. Und doch gibt es nach wie vor Bereiche, die sich nicht digitalisieren lassen. Dazu gehören vor allem Konferenzen und Messen, die vom persönlichen Kontakt von Angesicht zu Angesicht leben – zumindest war das die Annahme „Prä-Pandemie“. Der weltweite Ausbruch von COVID19 hat die Grenzen dessen, was digital möglich ist, verschoben.

Eine der ersten Veranstaltungen der DECHEMA, die das zu spüren bekam, war die gemeinsame Abschlusskonferenz der beiden EU-Projekte INSPIREWATER und SPOTVIEW, die am 25. und 26. März in Brüssel stattfinden sollte. Das EU-finanzierte Projekt INSPIREWATER forscht seit 2016 nach neuen Lösungen für effizientes Wasser-Management in der Prozessindustrie. Nach einer Projektlaufzeit von 42 Monaten sollten nun die Ergebnisse mit den Konferenzbesuchern geteilt werden. Während das Datum der Konferenz immer näher rückte, wurde schnell klar, dass die Veranstaltung zum Schutze der Besucher nicht wie geplant stattfinden konnte. Statt die Konferenz abzusagen, entschieden sich die Veranstalter für das Wagnis Web-Konferenz. Welche Herausforderungen sich aus dieser Entscheidung ergaben, was positiv lief und was sie beim nächsten Mal anders machen würden, lesen Sie hier.

Offline zu online passiert nicht im Handumdrehen

Die Herausforderungen waren vielfältig und natürlich mit hohem Zeitdruck verbunden. Räumlichkeiten sowie Catering wurden abgesagt, alle Konferenz-Speaker mussten informiert und über das weitere Vorgehen unterrichtet werden. Besonderes Augenmerk lag hier darauf, die Sprecher*innen für die Online-Konferenz zu gewinnen. Dafür mussten die Vorträge angepasst und die Zustimmung zur Aufnahme der Vortragenden eingeholt werden. Zudem mussten die Organisatoren das komplette Programm der Konferenz ändern, damit es auch als Online-Veranstaltung funktionieren würde.

Von offline zu online bedeutet auch, dass ein entsprechendes Webkonferenztool benötigt wird. Ist dieses gefunden, müssen sämtliche Speaker*innen ein Training erhalten, um ihren Part einwandfrei durchführen zu können.

Visual Artist Blanca Tulleuda

Selbstverständlich wird auch eine Moderation benötigt, die gekonnt durch die Online-Veranstaltung führt. Noch mehr als bei einer herkömmlichen Veranstaltung sind visuelle Hilfsmittel nötig, um die „Besucher“ oder besser „Viewer“ bei der Stange zu halten. Hierfür engagierten die Organisatoren einen sogenannten Visual Online Artist, der die Ergebnisse der Konferenz auf unterhaltsame und einprägsame Weise festhielt.

Es reicht natürlich nicht aus, aus einer physischen eine Web-Konferenz zu machen – man muss es auch kommunizieren. Was wäre dafür besser geeignet als das World Wide Web? Die Veranstaltung wurde auf diversen Kommunikationsplattformen erneut im neuen Gewand beworben, um möglichst viele potenzielle Besucher zu erreichen. Bereits registrierte Personen wurden über Veränderungen informiert und nach einer gründlichen Testphase wurde die Registrierung für neue Teilnehmer geöffnet.

Der Aufwand hat sich gelohnt: Die Konferenz war ein voller Erfolg

Trotz der Kurzfristigkeit ist es den Organisatoren gelungen, eine erfolgreiche Web-Veranstaltung auf die Beine zu stellen. Am Tag der Konferenz loggten sich über 100 Teilnehmer ein und blieben konstant dabei – ein großer Erfolg, ist doch die Hemmschwelle „einfach zu gehen“, online deutlich niedriger. Das interessante Programm und die Auswahl der Speaker*innen haben maßgeblich dazu beigetragen.

Begrüßung durch die drei Moderatoren

Zum Thema „Challenges for Water Management in Industry“ kamen Niels Groot von DowBenelux, Sophie Carler von Jernkontoret the Swedish Steel Producers Association, Jori Ringman von Confedaration of European Paper Industries sowie Bettina Doeser  eine Vertreterin der Europäischen Kommission und Head of Clean Water Unit miteinander ins Gespräch.

Auch der zweite Konferenztag hatte mit fast 100 Teilnehmern eine mit Offline-Veranstaltungen vergleichbare Publikumsgröße. Das Programm startete mit einem Wrap-up des Vortages gefolgt von

Keynote-Vorträgen über den Energie-Fußabdruck von Wasserbehandlung (Joachim Koschikowski – Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE), den Wasser-Fußabdruck und die Finanzierung von industriellem Wassermanagement durch „Blue Bonds“ (Jaap Feil – iWater – Water Footprint Implementation) sowie über die Bedeutung und den „wahren“ Wert des Wassers (Thomas Track – DECHEMA).

Ergebnis der Podiumsdiskussion

In der anschließenden Podiumsdiskussion wurde die Frage „How to save costs with water in industry?“ erläutert und nach einer kurzen Kaffeepause ging es mit den Ergebnissen der beiden Projekte INSPIREWATER und SPOTVIEW zu den Aspekten ganzheitliches

Wassermanagement, Umweltauswirkungen von Wasseroptimierungsstrategien sowie die ökologische und wirtschaftliche Bewertung von Lösungen für die Rückgewinnung von Ressourcen in der Prozessindustrie weiter.

Positives Feedback von allen Seiten: Das sagten die Teilnehmer

Das Wichtigste an einer Konferenz ist natürlich, dass die Inhalte einen Mehrwert für das Publikum bieten. Hier konnten INSPIREWATER und SPOTVIEW mit interessanten Präsentationen und Diskussionen punkten. Die Teilnehmer lobten vor allem die Beispiele und Fallstudien aus dem industriellen Wassermanagement, die ganzheitliche Sichtweise sowie die Zahlen und Erklärungen zum Wasserfußabdruck. Die große Vielfalt an Beiträgen – Keynotes, Podiumsdiskussion, Ergebnisse und Zeichnungen – wurden ebenfalls lobend erwähnt. Überzeugen konnten auch die Referenten, sowohl mit ihren spezifischen Themen als auch mit ihrer sehr guten Präsentationsweise.

Durch die Veränderung von offline zu online gab es natürlich auch noch einige andere Aspekte, die von den Teilnehmern bewertet werden konnten. Positiv fiel hier die Möglichkeit zur Interaktion durch den Chat auf – so konnten die Teilnehmer dynamisch auf die präsentierten Inhalte reagieren und Fragen stellen. Besonders begeistert wurden die Illustrationen von Blanca Tulleuda aufgenommen – diese halfen, das Gesagte besser im Gedächtnis zu behalten und sorgten zudem für einen gewissen Unterhaltungseffekt.

Obwohl Podiumsdiskussionen ein typischer Bestandteil von Offline-Veranstaltungen sind, haben sie auch in der Online-Version gut funktioniert. Das hing maßgeblich mit der exzellenten Moderation durch den Journalisten Brian Maguire zusammen. Er moderierte in einer lockeren und unterhaltsamen Weise und führte zeitlich perfekt abgestimmt durch das Programm. Die große Herausforderung der Übertragungstechnik wurde ebenfalls gut gemeistert: Das Webkonferenztool funktionierte über die zwei Tage ohne größere Probleme.

Tipps fürs nächste Mal: So können Web-Konferenzen verbessert werden

Raum für Weiterentwicklung gibt es immer – so hatten die Teilnehmer auch konstruktive Tipps, wie eine Online-Veranstaltung zukünftig noch besser gestaltet werden könnte. Besonders bei der digitalen Präsentation von Inhalten ist weniger mehr. Möglichst wenig Text auf den Folien erleichtert die Aufnahme relevanter Informationen. Die Teilnehmer wünschten sich außerdem mehr Zeit für die Beantwortung ihrer Fragen und auch für die Diskussion nach den Keynote-Vorträgen. Auch noch mehr Interaktivität war gewünscht – zum Beispiel die Möglichkeit, in Untergruppen mit Workshop-Charakter diskutieren zu können. Interaktive Umfragen nach der Podiumsdiskussion kamen ebenfalls als Vorschlag. Der Wunsch, die Redner*innen auch während ihres Vortrags sehen zu können, zeigt dann auch die (initialen) Einschränkungen einer Webkonferenz. Hier kann durch eine Übertragung via Kamera zukünftig Abhilfe geschafft werden.

Fazit: Nicht einfach, aber machbar

Gerade durch den hohen Zeitdruck und die fehlende Vorerfahrung war es mit viel Aufwand verbunden, die Abschlusskonferenz der beiden Projekte INSPIREWATER und SPOTVIEW in eine Webkonferenz zu verwandeln. Nichtsdestotrotz war die Veranstaltung ein toller Erfolg und ist von den Teilnehmern gut angenommen worden. Sicherlich ist der persönliche Kontakt und der Austausch vor Ort ein Faktor, der sich online nicht reproduzieren lässt. Dennoch sind Webkonferenzen in Ausnahmesituationen ein gutes Tool, um den Austausch von Wissen aufrecht zu erhalten.

Sie interessieren sich für das vollständige Recap der Konferenz sowie die Ergebnisse des Projekts? Dann besuchen Sie gern die INSPIREWATER-Webseite oder schauen sich die Projekt-Broschüre an.

4 Fragen an…
Dr. Arren Bar-Even, Forschungsgruppenleiter „Systemischer und synthetischer Stoffwechsel“ am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Golm

Dr. Bar-Even, ein Schwerpunkt Ihres Forschungsteams ist der „Umbau“ des zentralen Stoffwechsels von Mikroorganismen. Was fasziniert Sie am meisten am gezielten „Design“ von Stoffwechselwegen?

Dr. Arren Bar-Even [Quelle Sevens Maltry]

Ich glaube, was mich wirklich fasziniert, ist der Stoffwechsel selbst, noch bevor wir über synthetische Biologie sprechen. Der Stoffwechsel ist im Grunde der Kern des Lebens. Die Menschen neigen dazu, immer die genetische Information, die DNA und so weiter, als das Grundphänomen des Lebens zu betrachten, aber ich bin anderer Meinung. Stoffwechsel ist Leben. Der Stoffwechsel ist die konzertierte Umwandlung von Molekülen in andere Moleküle; er reagiert auf Reize und erhält gleichzeitig die Homöostase aufrecht. Das ist Leben.

„Stoffwechsel ist Leben“

Das Faszinierende am Stoffwechsel, das mich besonders anspricht, ist die Tatsache, dass es sich um einen sehr organisierten, fast mathematischen Prozess handelt – dahingehend, dass er nach ganz bestimmten Regeln abläuft. Es ist leicht, den Stoffwechsel im Rahmen dieser Regeln zu betrachten. Wir versuchen ständig, neue Regeln aufzudecken und von ihnen zu lernen, um neue Stoffwechselwege zu entwerfen. Das ist es, was mich fasziniert. Im Grunde genommen braucht man zwei Komponenten: ein grundlegendes wissenschaftliches Verständnis der Designprinzipien des Stoffwechsels und eine eher angewandte, technische Komponente, die versucht, diese Erkenntnisse und Designprinzipien nutzbar zu machen. Das Design von Stoffwechselwegen, das „Pathway Engineering“, ist kein Ausprobieren, sondern das Durchdenken, Entwerfen und Analysieren potenzieller Routen nach bestimmten chemischen und mathematischen Regeln. Im Gegensatz zu vielen anderen biologischen Ansätzen geht es hier wirklich darum, Leben zu konstruieren.

In Ihrer jüngsten Veröffentlichung in Nature Chemical Biology beschreiben Sie einen neuen Weg, der es Bakterien ermöglicht, auf C1–Verbindungen wie Formiat und Methanol zu wachsen. Wie tragen diese Erkenntnisse zur nachhaltigen Produktion von Chemikalien bei?

Zunächst muss man sich klarmachen, dass fast alle Dinge um uns herum aus Kohlenstoff bestehen und dass dieser Kohlenstoff hauptsächlich aus fossilen Quellen stammt. Im Grunde genommen basiert also alles auf Öl . Ich spreche nicht nur von Kraftstoffen, sondern auch von Kunststoffen, Textilien, Pigmenten und Lösungsmitteln. Natürlich ist die Produktion von Dingen aus fossilem Kohlenstoff nicht nachhaltig. Letztendlich endet dieser Kohlenstoff als CO2 – das wollen wir nicht. Die Idee hinter unserer Veröffentlichung ist es deshalb, CO2 zur Herstellung all dieser Dinge um uns herum zu verwenden. In unserem Szenario schaffen wir eine zirkuläre Kohlenstoffwirtschaft, in der alle Dinge bei CO2 beginnen und in CO2 enden, aber ohne dass netto zusätzliches CO2 freigesetzt wird. Dies bringt uns zu der Hauptfrage: Wie kann man am besten mit CO2 beginnen und bei Chemikalien enden?

„Die Nutzung der Landwirtschaft zur Produktion von Chemikalien ist wahrscheinlich nicht die beste Lösung“

Zuckerrübenfeld [Quelle DarkWorkX / Pixabay]

Man kann viele verschiedene Ansätze verfolgen. Es gibt zum Beispiel rein biologische Ansätze, die sich auf die Landwirtschaft oder die Photosynthese stützen, um Kohlenstoff zu fixieren. Der Kohlenstoff wird in Zucker umgewandelt und an Bakterien verfüttert, die den Zucker in Chemikalien umwandeln. Dies ist einer der gängigsten Wege. Das Hauptproblem bei diesem Ansatz besteht darin, dass die Verwendung von landwirtschaftlichen Ressourcen zur Herstellung von Chemikalien in direkter Konkurrenz zum menschlichen Konsum steht. Folglich bedroht er die Ernährungssicherheit und erfordert die Ausweitung der Landwirtschaft, was auf Kosten des natürlichen Lebensraums geht und die biologische Vielfalt direkt bedroht. Deshalb ist die Nutzung der Landwirtschaft zur Herstellung von Chemikalien auf lange Sicht wahrscheinlich nicht die beste Lösung. Was diesen Ansatz noch komplizierter macht, ist, dass er ziemlich ineffizient ist. Im Grunde ist die Effizien von Pflanzen oder anderen fotosynthetischen Organismen, die Sonnenlicht in chemische Energie umwandeln, sehr gering.
Auf der anderen Seite kann man versuchen, CO2 durch rein chemische Katalyse in Chemikalien umzuwandeln und dabei wesentlich höhere energetische Wirkungsgrade zu erzielen. Das Problem dabei ist, dass die chemische Katalyse in der Regel große Anlagen erfordert und unter extremen Bedingungen wie hohem Druck und sehr hohen Temperaturen arbeitet. Außerdem ist man sehr eingeschränkt, wenn es darum geht, ganz spezifische Verbindungen herzustellen. Häufig erhält man stattdessen eine Mischung aus vielen, vielen verschiedenen Molekülen.

„Wir kombinieren abiotische und biotische Katalyse“

Der Ansatz, den wir verfolgen, ist, abiotische Katalyse und biotische Katalyse so zu kombinieren, dass wir die Vorteile beider Ansätze nutzen können, ohne unter ihren Nachteilen zu leiden. Die Idee: Wir aktivieren CO2, in dem wir abiotisch einfache C1-Verbindungen herstellen. Diese C1-Verbindungen verfüttern wir an Mikroorganismen, die sie in komplexe Moleküle umwandeln. Beide Schritte können auf sehr effizient und spezifisch durchgeführt werden. Unsere Produktionskette geht also von CO2 aus, verläuft über die katalytische Herstellung von C1-Verbindungen und von dort zu den Mikroorganismen.

E. coli [Gerd Altmann / Pixabay]

Ameisensäure und Methanol, über die wir auch in der Veröffentlichung berichten, sind Schlüsselmoleküle, weil sie sehr effizient aus CO2 hergestellt werden können. Außerdem sind sie flüssig und löslich, sie können also bei Bedarf gelagert und transportiert werden, und sie können von lebenden Zellen leicht aufgenommen werden. In unserer Veröffentlichung haben wir E.coli-Bakterien so verändert, dass sie auf Formiat und Methanol wachsen können. Dieser Stamm kann nun so weiter manipuliert werden, dass er jede Chemikalie produziert, die Sie gerne hätten. Das könnte Kraftstoff sein, Kunststoffmonomere, irgendein chemischer Grundstoff und so weiter. In unserem Konzept bilden neue Bakterienstämme den Schlüssel für die Umsetzung einer Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft.

Das klingt vielversprechend und bringt mich zur nächsten Frage: Von welchem Stoffwechselweg träumen Sie? Und was ist nötig, damit dieser Stoffwechselweg zukünftig genutzt werden kann, um bio-basierte Chemikalien in großem Maßstab herzustellen?

Wenn es um den Stoffwechselweg meiner Träume geht, bin ich befangen: Ich glaube, es ist der, den wir in Nature Chemical Biology vorgestellt haben. An diesem Weg – der reduktiven Glycin-Route – arbeite ich schon sehr lange, und ich sehe ihn sehr optimistisch. Es gibt einige Gründe, warum ich gerade diese Route besonders mag. Erstens ist sie sehr effizient. Man kann sie nutzen, um Formiat oder Methanol mit wenig Aufwand für die Zelle herzustellen. Das heißt, man bekommt viel Biomasse und hohe Produktausbeuten, und das ist der Schlüssel für eine wirtschaftlich wettbewerbsfähigen und nachhaltigen Prozess.

„Diese Route scheint ein „plug-and-play“-Mechanismus zu sein“

Was aber noch wichtiger ist: Diese Route scheint ein „plug-and-play“-Mechanismus zur Verarbeitung von C1-Verbindungen zu sein, man kann sie also in verschiedenen Wirten einsetzen. Sie ist nicht spezifisch für einen Organismus. Neben dem Einsatz in E.coli, über den wir in Nature Chemical Biology berichten, haben wir sie auch in andere Mikrooganismen eingebracht. So könnte möglicherweise jedes Labor die Route im Organismus seiner Wahl einsetzen und ihn so befähigen, auf Methanol und Formiat zu wachsen und Wertstoffe zu produzieren.

„Es gibt noch viel zu tun”

Um die Frage zu beantworten, was getan werden muss, um synthetische Wege in der Industrie zu implementieren – es gibt noch viel zu tun. Derzeit können wir diese Technologie noch nicht im großen Maßstab einsetzen, weil viele Schritte noch optimiert werden müssen. Betrachtet man die rein biologischen Prozesse, muss die Fähigkeit der mikrobiellen Stämme, auf Formiat und Methanol zu wachsen, weiter verbessert werden. Langfristige Entwicklung, Anpassung und Optimierung sind erforderlich, damit die vielversprechendsten Stämme das volle Potenzial des Pfades ausschöpfen können. Wenn wir außerdem etwas ganz Bestimmtes aus Formiat oder Methanol herstellen wollen, müssen wir den Stamm weiter entwickeln und die metabolische Umwandlung von Formiat oder Methanol in das Produkt optimieren. Und wenn man andere Mikroorganismen zur Herstellung neuer Verbindungen verwenden will, muss man zunächst den reduktiven Glycinweg im neuen Wirt etablieren, was zusätzliche Arbeit erfordert.

„Vom CO2 zum Formiat“

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Darüber hinaus gibt es im abiotischen Teil noch viel zu tun. Wie schon dargestellt, ist unsere Technologie auf eine abiotische Aktivierung von CO2 angewiesen, um die Umwandlung in C1-Verbindungen zu ermöglichen. Viele Labore und Unternehmen auf der ganzen Welt forschen umfassend an diesen Verfahren, und viele Fortschritte haben dazu beigetragen, dass die Umwandlung wirtschaftliche rentabel wird. Der Prozess der Umwandlung von CO2 in Methanol ist relativ weit entwickelt und bereits kommerziell verfügbar. Was wir jedoch noch interessanter finden, ist die Umwandlung von CO2 in Formiat. Dieser Prozess befindet sich noch immer auf einem relativ niedrigen Technology Readyness Level. Es besteht noch eine Menge Optimierungsbedarf, um sowohl die Effizienz hoch als auch die Kosten des Elektrolyseurs so niedrig wie möglich zu halten. Deshalb arbeiten wir auch mit Chemikern und Chemieunternehmen zusammen, die sich auf CO2-Umwandlungstechnologien konzentrieren.
Wir sprechen also optimistisch von einem Zeitraum von mehreren Jahren, bis wir in der Lage sein werden, eine komplette Produktionskette vom CO2 bis zum Produkt im kommerziellen Maßstab umzusetzen.

Sie sind Teil eines nationalen Projekts namens ForceYield zu synthetischen Stoffwechselwegen, das vor kurzem angelaufen ist. Was ist der Mehrwert solcher Projekte mit vielen Partnern?

Ich kenne viele Leute, die sich alleine um eine Finanzierung bewerben, und ich kenne viele Leute wie mich, die sich in der Regel im Rahmen eines Konsortiums um eine Fördergelder bewerben. Ich glaube, der Hauptunterschied besteht darin, dass man sich für Grundlagenforschung tatächlich alleine um Fördermittel bewerben kann. Wenn man jedoch ein eher angewandtes Forschungsthema, einen methodischen Ansatz oder ein neues Produkt anstrebt, ist es fast unmöglich, ein solches Projekt allein durchzuführen. Man muss zusammenarbeiten; man muss ein Konsortium haben, das Fähigkeiten umfasst, die über das eigene Know-How hinausgehen.

„Man braucht Experten für verschiedene Aspekte“

Um von einer Idee zu einem Produkt zu kommen, bedarf es eines stark interdisziplinären Hintergrunds und sehr unterschiedlicher Fähigkeiten, um verschiedene Herausforderungen entlang der Entwicklung der Produktionskette anzugehen. Dies gilt auch für das ForceYield-Projekt. Wir haben Leute mit ganz unterschiedlischer Expertise an Bord und jeder von ihnen muss seinen Teil dazu beitragen, damit wir am Ende einen tragfähigen Prozess haben. Innerhalb des ForceYield-Teams haben wir Experten für Metabolic Engineering, die den inneren Aufbau der Zellen verändern können. Wir haben andere, die sich besonders gut mit Stammoptimierung und der langfristigen Evolution von Zellen auskennen, und wieder andere, die Experten in der Entwicklung und Optimierung von Bioprozessen sind. Eine enge Zusammenarbeit dieser Disziplinen ist für den Gesamtprozess unerlässlich. Darüber hinaus ist die Beteiligung von Industrieunternehmen, sowohl im Beirat als auch im Projekt selbst, entscheidend, um einen Ansporn und die richtigen Informationen zu erhalten, damit wir das Projekt auf einen wirtschaftlich tragfähigen Weg steuern können.

Dr. Bar-Even, vielen Dank für dieses Gespräch!

Neben dem ForceYield-Projekt arbeitet die DECHEMA e.V. auch im nationalen Projekt TRANSFORMATE mit Dr. Arren Bar-Even zusammen. Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung beider Projekte. Wenn Sie mehr über das ForceYield- und das TRANSFORMATE-Projekt erfahren möchten, dann schauen Sie doch mal unter www.dechema.de/forceyield und
https://dechema.de/Forschungsförderung/Projekte/TRANSFORMATE.html.

Das Ziel des ForceYield-Projekts ist die Entwicklung eines innovativen bakteriellen Plattformorganismus, der in der Lage ist, landwirtschaftliche Abfälle in wertvolle Chemikalien auf biologischer Basis umzuwandeln. Mit Hilfe eines neuartigen synthetischen Stoffwechselweges wird der Organismus in der Lage sein, außergewöhnlich hohe Produkterträge zu erzielen.

TRANSFORMATE
Das Ziel des TRANSFORMATE-Projekts ist die Umwandlung von CO2-haltigen Abgasströmen aus Industrieparks in wertvolle biologisch abbaubare Biokunststoffe. Dazu wird ein Verfahren entwickelt, das CO2 in einem ersten Schritt durch elektrochemische Umwandlung zu Ameisensäure reduziert und dann im Bioreaktor mit hoher Selektivität in Spezialchemikalien (PHB und Croto®) umwandelt.

Obst haltbar machen, Atemluft reinigen, reaktive Gase stabiliseren: So unterschiedlich diese Fragestellungen sind, metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) sind die Antwort. Aus der unglaublichen Vielfalt an möglichen Strukturen und Zusammensetzungen von MOFs ergeben sich entsprechend viele Einsatzmöglichkeiten.

Die entscheidende Rolle bei den Anwendungen außerhalb der Katalyse spielt dabei die Fähigkeit der MOFs, insbesondere Gase selektiv zu adsorbieren und freizusetzen. Diese Eigenschaft kann sowohl zur Speicherung von Gasen wie Wasserstoff oder Methan dienen, zur Adsorption von CO2 aus Abgasströmen, aber auch zur gezielten Freisetzung von Gasen.

Durchbruch im Jahr 2016

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Letzteres war der Schlüssel zur laut Presseberichten ersten kommerziellen Anwendung von MOFs bei der Lebensmittellagerung: 2016 verkündeten der MOF-Hersteller MOF Technologies Ltd. und das Obstlogistik-Unternehmen Decco Worldwide Post-Harvest Holdings, man habe gemeinsam eine Technologie entwickelt, um Obst länger zu lagern. Kern des Verfahrens sind MOFs, die in der Verpackung 1-Methylcyclopropen freisetzen; es verhindert den Nachreifungsprozess bei Obst.

Auch in der Öl- und Gasindustrie kommen MOFs bereits zum Einsatz. Die Firma framergy hat sich darauf spezialisiert und bietet maßgeschneiderte MOFs für die Gasreinigung. Noch wichtiger könnte aber ein spezifisches Anwendungsfeld werden: framergy entwickelt Lösungen, um Fackelgase aufzufangen, und könnte damit einen signifikanten Beitrag für Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit bei der Öl- und Gasgewinnung leisten. Demonstrationsanlagen sind bereits in Betrieb.

Der Wert der Zuverlässigkeit

Wo der Preis gegenüber der Zuverlässigkeit nachrangig ist, können MOFs ihre Stärken voll ausspielen. Das gilt für den Einsatz in Atemschutzmasken, wo sie Lücken im Adsorptionsspektrum schließen könnten, die Aktivkohle und andere konventionelle Materialien bisher hinterlassen. Unter anderem forscht die Bundeswehr an entsprechenden Technologien.

Es gilt aber auch in der Halbleiterindustrie. NuMat Technologies, ein junges US-Unternehmen, hat sich dafür mit Versum Materials zusammengeschlossen, einem Anbieter von Ausgangsstoffen und Gasen für die Halbleiterindustrie. Die von NuMat entwickelten MOFs sollen in Gasbehältern dafür sorgen, dass Gase wie Arsin, Phosphin und Bortrifluorid mit höchster Reinheit auch bei Unterdruck gelagert und transportiert werden können. Das stabilisiert einerseits die reaktiven Gase und reduziert gleichzeitig die Risiken bei Lecks.

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Das Schweizer Startup novoMOF AG untersucht ebenfalls zahlreiche mögliche Einsatzgebiete für ihre MOFs. Dazu gehört auch die Gewinnung von Edelgasen. Anstelle der sehr energieaufwändigen Luftfraktionierung sieht novoMOF die Möglichkeit, hochselektive MOFs zu nutzen, um insbesondere die seltenen Edelgase Krypton und Xenon zu gewinnen, und wirbt um Partner für die Pilotierung.

Wenn die Einsatzmöglichkeiten so zahlreich sind, warum sehen wir dann derzeit doch noch relativ wenige Anwendungen im Markt? Das liegt zum einen an den Kosten, zum anderen aber auch an Fragen wie der Stabilität der Verbindungen. Dazu mehr im nächsten Beitrag in der kommenden Woche.

https://dechema.de/MOF2020.html