EXC 314/1 AG Kneipp

Die Katalyse ist ein strategisches Gebiet der molekularen Wissenschaften, das wegen seiner Implikationen in vielen Feldern der Gesellschaft, einschlie?lich Energie, ?konomie und Lebenswissenschaften, von h?chster Bedeutung ist. Es ist noch ein ungekl?rtes Dilemma, wie den enormen Energiebedürfnissen im 21. Jahrhundert begegnet werden kann, wobei allerdings schon fest steht, dass die Katalyseforschung eine noch wichtigere Rolle spielen wird. Die Katalyseforschung im Berliner Raum erscheint besonders stark und vereint Expertise in heterogener, homogener und biologischer Katalyse mit der in den Ingenieurwissenschaften. Dies erm?glichte die Gründung der vorliegenden Initiative durch ein führendes Team von international ausgewiesenen Wissenschaftlern aus mehreren Disziplinen der Chemie, Biologie und Ingenieurwissenschaften im Berliner Raum, das die verschiedenen St?rken der heterogenen, homogenen und biologischen Katalyse zur Entwicklung effizienterer Katalysatoren im technischen Ma?stab miteinander verknüpfen wird.
Die langfristige Zielsetzung besteht in der Vorhersage der Katalysatorleistung für technologische Anwendungen auf molekularer Basis. Dieses ehrgeizige Ziel schlie?t so wichtige Forschungsvorhaben ein wie
(1) oxidative Umwandlung von Methan (Erdgas) in Ethen,
(2) biologische Wasserstoffproduktion für Bio-Brennstoffzellen und
(3) Entwicklung von neuen Antibiotika. Es ist ein einzigartiger Vorteil des Exzellenzclusters, dass die beteiligten Wissenschaftler über eine Fülle modernster experimenteller und theoretischer Methoden verfügen, die durch die Initiative zielgerichtet weiterentwickelt werden. Das vernetzte Forschungsprogramm des Exzellenzclusters besteht aus den drei Bereichen A) "?berwindung der Materialienlücke in der Katalyse", B) "'Intelligente', natürliche und artifizielle Enzyme" und C) "Komplexe Reaktionstechnik".
Im Bereich A besteht die zentrale Herausforderung in der Erforschung, ob und wie sich die Katalysatorleistung der eingesetzten Materialien auf einer unterschiedlichen Gr??enskala (von einzel- zu polyatomaren aktiven Zentren) und in unterschiedlicher molekularer Umgebung (z. B. L?sung vs. Oberfl?che) ?ndert. Im Bereich B werden die molekularen und zellul?ren Mechanismen von biokatalytischen Prozessen von faszinierenden redox-, licht- und spannungsaktivierten Enzymen erforscht. Die neuen Erkenntnisse aus den Bereichen A und B bilden die Basis für verbesserte und ma?geschneiderte Katalysatoren für wichtige technologische Anwendungen wie drastisch energieschonende chemische Prozesse, biologisch erneuerbare Energiequellen und effiziente Synthesen von neuen Medikamenten, was unmittelbar in den Bereich C führt. Dieser nutzt die neuen Katalysatoren aus den Bereichen A und B zur Realisierung neuer Prozesse.