Journal

Prof.Dr.Dr.-Ing.E.h.

Anfang Dezember 2015 fand der Methanol Technology and Policy Congress 2015 statt, veranstaltet von der deutschen Tochter der Methanol Market Services Asia Pte, Singapore. Über 100 Teilnehmer, unter ihnen Mitglieder von GDCh und Dechema, trugen vor, moderierten und standen als Diskussionspartner zur Verfügung.
Im Mittelpunkt stand die Aussage von Ludolf Plass: „Methanol can make the „Energiewende“ a reality“, was im Konsens steht mit dem, was Hermann Flohn im Jahr 1941 sagte: „Damit wird aber die Tätigkeit des Menschen zur Ursache einer erdumspannenden Klimaänderung, deren zukünftige Bedeutung niemand ahnen kann“.Die Vision von Methanol als Energie- und Chemierohstoff der Zukunft äußerte Friedrich Asinger (RWTH Aachen) bereits in der Mitte des letzten Jahrtausends; der Nobelpreisträger Georg A. Olah (University of Southern California) griff sie auf und entwickelte sie erfolgreich weiter.Auf dem Weg, eine Weltwirtschaft ohne fossile Rohstoffe zu verwirklichen, kommt der Methanoltechnologie eine besondere Bedeutung zu.Christian von Olshausen, (Sunfire, Dresden), Stephan Korbella und Marius Stöckmann (EurA Innovation, Zella-Mehlis), Alberto Varone (Institut für Advanced Sustainability Studies, Potsdam) referierten darüber, wie sich Methanol aus CO2 erzeugen lässt, auch auf Basis der Verbrennung von Braunkohle (vorübergehend), Abgasen wie Hüttenrauch oder ultimativ CO2 der Luft und Ozeane durch H2 durch Elektrolyse von Wasser mit regenerativen Energien.In verschiedenen Diskussionen wurde deutlich, dass eingesetztes O2 bei der Elektrolyse zur Braunkohleverbrennung mit „Oxy Fuel – Verfahren und Verwertung des reinen Abgases CO2 zu Methanol“ die Entsorgung des Treibhausgases in die Atmosphäre vermeidet.Verschiedene Referenten – Hans Vander Velpen, SABIC; Stefanie Eiden, Covestro; Michael Kraft, TU Bergakademie Freiberg; Ola Erlandsson, Johnson Matthey – betonten die Bedeutung des Chemierohstoffs CO2.Methanol als „marine fuel“ verwendet Stena Line, Göteborg (Referenten: Per Stefenson, Stena Line; Per Fagerlund, ScandiNAOS).Auf einen Paradigmenwechsel der Energiespeicherung, insbesondere für Überschussenergie auf Basis von Wind und Sonne, mit Methanol als chemischen Speicher wies Edgar Harzfeld, FH Stralsund, hin; ebenso auf den Ersatz von Diesel durch Methanol zur umweltfreundlichen Elektrizitätserzeugung in Turbinen (Gil Dankner, Dor Chemical Israel, KC Tran, CRI Island, Torsten Buddenberg Mitsubishi Hitachi Power, Duisburg).Die Beimischung von Methanol in fossile Kraftstoffe ist weltweit bekannt; die Nachhaltigkeit beweist China. Dort wird seit Jahren 15 % Methanol dem Benzin zugemischt, ohne Antriebsaggregate zu schädigen, wie M. Berggren, MMSA, berichtete.Unter dem Titel „Away from CO2 in the earth“ und „Use of Methanol as feedstock“ widersprach Wolfgang Seuser dem Klimaforscher Hans Joachim Schellnhuber, der erst kürzlich in einem Interview im Spiegel die Endlagerung von CO2 (CCS = Carbon Dioxide Storage) empfahl. Seuser verwies auf das Projekt carbon2chem von Thyssen-Krupp und auf das Gemeinschaftsprojekt von Steag, Carbon Recycling International, der Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe und mehreren Universitäten und Forschungseinrichtungen am Standort Lünen. Die Projekte wollen Abgase der Kohleverbrennung nicht in die Atmosphäre einbringen, sondern als Kohlenstoffquelle zur Methanolherstellung nutzen.Die bedeutende Rolle der Methanolökonomie, um mittelfristig die Energiewende zu realisieren und langfristig eine Weltwirtschaft ohne fossile Rohstoffe zu verwirklen, wurde beschrieben. Das bedeutet nicht Decarbonisierung, denn dies betrifft nur die Energieerzeugung, sondern besser Defossilierung, da die Stoffwirtschaft Kohlenstoff benötigt. Leider war die Methanolökonomie kein Thema beim GDCh-Wissenschaftsforum in Dresden, weder bei Plenarvorträgen noch in der Fachgruppe „Nachhaltige Chemie“.Heribert Offermanns, Hanau

Tagungsbericht

2015 Methanol Technology and Policy Congress

Anfang Dezember 2015 fand der Methanol Technology and Policy Congress 2015 statt, veranstaltet von der deutschen Tochter der Methanol Market Services Asia Pte, Singapore. Über 100 Teilnehmer, unter ihnen Mitglieder von GDCh und Dechema, trugen vor, moderierten und standen als Diskussionspartner z...

Mitte November 2015 fand das regionale Stipendiatentreffen des Fonds der Chemischen Industrie an der TU München in Garching statt. Leiter war Stephan Sieber, Professor für organische Chemie. 14 Chemiefonds- und Kekulé- sowie zwei Liebig-Stipendiaten gewährten Einblicke in ihre aktuelle Forschung.
Im Vormittagsprogramm stellten die Wissenschaftler der Universität Ulm ihre Forschung vor. Sven Herrmann zeigte, wie polyoxometallatbasierte ionische Flüssigkeiten (POM-ILs) als Korrosionsschutz dienen und wie die Dotierung leitfähiger Polymere mit Polyoxometallaten deren Morphologie und Elektrochemie signifikant verändern. Markus Grandl gab einen Einblick in die Einführung Lewis-azider Borzentren in konjugierte p-Systeme, die Lewis-basische N-Heterozyklen enthalten. Er zeigte, wie sich multiple Borgruppen quantitativ und unter milden Bedingungen durch Hydroborierung von alkenylsubstituierten, konjugierten Oligo- und Polypyridinen einführen lassen. Hierbei wird selektiv eine Geometrie erzeugt, die eine intramolekulare Koordination des Pyridin-Stickstoffatoms an den Borsubstituenten ermöglicht, was die optischen und elektronischen Eigenschaften gezielt modifiziert.Anschließend präsentierten die Stipendiaten der LMU München ihre Arbeiten. Asbjörn Burow und Martin Grundei zeigten ihre Beiträge zu quantenmechanischen Berechnungen. Sie entwickelten eine linear skalierende Software für Dichtefunktionalrechnungen (DFT) an Molekülen und Festkörpern, basierend auf gaußartigen Atomorbitalen. Die Methode ist besonders effizient für Kristalle geringer Dichte wie Zeolithe und metallorganische Netzwerke sowie für Kristalle niederer Dimension wie Filme und Röhren und erlaubt es, ein k-Punkt-Sampling zu verwenden. Sie kombinierten schnellere Multipol-Methoden mit einer ladungsprojizierten Zerlegung der Einheit unter periodischen Randbedingungen, eine neue Methode, um den Coulomb-Beitrag zu berechnen. Einen wichtigen Bindungsbeitrag in der Chemie an Oberflächen liefern Van-der-Waals-Kräfte, die durch konventionelle DFT-Methoden nicht beschrieben werden. Als eine Ab-initio-Methode, die Dispersionswechselwirkungen und Übergangsmetallverbindungen gleichermaßen gut beschreibt, entwickeln sie die Random Phase-Approximation (RPA) für die Korrelationsenergie auf der Basis von ausschließlich lokalen, gaußartigen Basisfunktionen. Alexander Hufnagel stellte die photoelektrochemische Wasseroxidation als eine vielversprechende Methode vor, Wasserstoff als Energieträger sauber und nachhaltig zu erzeugen. Er kombiniert Hydrothermalsynthesen und Atomlagenabscheidung, um Photoanoden herzustellen, die auf komplexen Eisenoxid-Nanostrukturen basieren. Die Optimierung von Morphologie, Dotierung und Oberflächenkatalysator steigerte signifikant den Photo-strom. Michael Stadlmeier berichtete, dass die Kenntnis von Zusammensetzung und räumlicher Struktur von Proteinkomplexen essenziell ist, um diverse biochemische Prozesse zu verstehen. Diese Informationen liefert die Massenspektrometrie, wenn organische Reagenzien eingesetzt werden, welche die Protein-Protein-Interaktionen kovalent fixieren. Stadlmeiers Forschung umfasst Design, Synthese und Einsatz solcher Crosslinker-Reagenzien, die durch Affinitätsgruppen angereichert werden können. Sie sind außerdem in der Gasphase spaltbar, was die Datenkomplexität bei der Analyse reduziert. Cedric Hugelshofer entwickelt eine Strategie für die asymmetrische Totalsynthese einer Klasse von Naturstoffen, mit denen die Pflanze Leucosceptrum canum Fressfeinde abwehrt. Die biomimetische Transformation von Leucosceptroid A mit Singulettsauerstoff bekräftigt die Hypothese, dass Photooxidation ein wichtiger Schritt in der Biosynthese anderer Leucosceptroidnaturstoffe ist.Last but not least trugen die Stipendiaten der TU München vor. Lavinia Scherf arbeitet an intermetallischen Phasen als Vorstufen für siliciumbasierte Halbleitermaterialien und synthetisierte die neue Verbindung Li3NaGe2. Diese metallische Zintl-Phase kann aufgrund der enthaltenen [Ge2]4–-Dimere mit sehr kurzer Bindungslänge als Festkörperanalogon des molekularen Sauerstoffs gesehen werden. Dies bestätigten sowohl Berechnungen der elektronischen Struktur als auch 6Li- und 23Na-MAS-NMR-Experimente. Anja Lindhorst beschäftigt sich mit der katalytischen Oxidation aromatischer C-H-Bindungen durch molekulare Eisen-NHC-Komplexe. Durch ein verbessertes Verständnis des Reaktionsmechanismus will sie Katalysatoren mit verbesserter Stabilität und Selektivität entwickeln.Mit biochemischen und biophysikalischen Methoden will Gordon Hack die Mechanismen molekularer Chaperone entschlüsseln, also mikroskopisch kleiner Maschinen, die für die Proteinfaltung in Zellen zuständig sind. Zudem sammelt er mechanistische Informationen, die zur Behandlung von Proteinfaltungskrankheiten beitragen.Angesichts der stetigen Zunahme von Antibiotikaresistenzen humanpathogener Bakterien sind neue Antibiotika und die Untersuchung ihrer Wirkmechanismen von großer Bedeutung für die Medizin. Elena Kunolds Projekt widmet sich der chemisch-proteomisch basierten Identifizierung und der anschließenden biochemischen Validierung von Zielproteinen von Sorafenib, einem humanen Kinaseinhibitor, der im vorausgehenden Screening eine antibakterielle Wirkung gegen Staphylococcus aureus zeigte.Theresa Meister untersucht den Mechanismus der industriell relevanten Hydrosilylierung. Dabei konzentriert sie sich im Moment auf platinkatalysierte Systeme. Durch Isotopenmarkierung und kinetische Untersuchungen können Aussagen über die Einzelschritte der Reaktion getroffen und so limitierende Faktoren identifiziert werden. Johannes Wiest gab einen Einblick in neue synthetische Methoden zur C-H-Funktionalisierung unter Verwendung von Palladium als Katalysator. Dabei zeigte er, dass Pyrrol durch Vorkoordination an Palladium eine dirigierende Wirkung hat und eine große Bandbreite potenziell aktiver Wirkstoffe zugänglich macht. Das Promotionsprojekt von Kai Sanwald dreht sich um die photokatalytische Wasserstoffentwicklung unter gleichzeitiger Reinigung oxygenathaltiger Abwasserströme. Sanwald erörterte mechanistische Aspekte der Photooxidation der Oxygenate auf edelmetallbeladenen TiO2-basierten Photokatalysatoren und die Zusammenhänge zwischen molekularer Reaktandstruktur, Oxidationsmechanismus und deren Einfluss auf die Wasserstoffentwicklungsraten. Während eine effiziente anodische photokatalytische Oxidation von Glyzerin zu CO2 unter Wasserstoffentwicklung möglich ist, sind für die Photoreformierung zuckerhaltiger Abwässer Oberflächenmodifikationen zur Vermeidung nicht-abbaubarer Intermediate Gegenstand aktueller Untersuchungen.Johannes Wiest, München<figure><img src="https://media.graphcms.com/dScmhPBjQ6Ai6kquwx48"><figcaption><label>Abb. 1: </label>Die Teilnehmer des FCI-Stipendiatentreffens. Foto:Teresa Meister</figcaption></figure>

Tagungsbericht

2015 Methanol Technology and Policy Congress

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