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TU Berlin

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10 Jahre Exzellenzcluster Unifying Concepts in Catalysis

Eine Dekade Katalyseforschung in Berlin

Die UniCat-AG-Leiter und Mitglieder des Vorstands (v. l.): Ralph Krähnert (TU Berlin), Elke Ditt-mann (Universität Potsdam), Joachim Sauer (HU Berlin), Holger Dobbek (HU Berlin), Ulla Wollenberger (Universität Potsdam), Robert Bittl (FU Berlin), Matthias Drieß (TU Berlin), Maria Andrea Mroginski (TU Berlin) und Reinhard Schomäcker (TU Berlin).
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Über beide Förderperioden der Exzellenzinitiative hinweg sind 250 Forschende aus 28 Nationen beteiligt

Mit einer Gesamtsumme von rund 50 Millionen Euro förderte die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) den Exzellenzcluster UniCat und seine Graduiertenschule BIG-NSE. Vom 12. bis 14. Juli 2017 wird das zehnjährige Bestehen an der TU Berlin gefeiert. Weitere Informationen zu den Feierlichkeiten

Das dominierende Prinzip

oder: Das Ganze ist mehr als die Summe seiner -Einzelteile – über die Katalyseforschung

Von Gerhard Ertl

Das 1944 erschienene Buch des berühmten Physikers Erwin Schrödinger, „What is life?“, kann als Meilenstein in der Entwicklung der Molekularbiologie betrachtet werden, da hierin erstmalig die Erkenntnis, dass Vorgänge in biologischen Systemen auf molekulare Prozesse zurückzuführen sind, einem breiteren Publikum vorgestellt wurden. Eine Frage konnte Schrödinger dabei allerdings nicht beantworten, nämlich ob in der Biologie noch andere – bisher unbekannte – physikalische Gesetze gelten würden.

Gerhard Ertl erhielt im Jahr 2007 den Chemie-Nobelpreis für seine Leistungen zum Verständnis von Mechanismen in der heterogenen Katalyse
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Wir wissen heute, dass dies nicht der Fall ist und dass das dominierende Prinzip sowohl bei technischen Prozessen wie auch in lebenden Systemen die Katalyse ist. Der Exzellenzcluster UniCat konzentrierte sich auf diese verbindenden Konzepte der Katalyse und war in der unter diesem Thema auf breiter Front angelegten Forschung recht erfolgreich.

Dabei wurde aber auch offenkundig, dass in zahlreichen Fällen, besonders in der Biologie, das Geschehen nicht durch einzelne Reaktionen, sondern durch das Zusammenspiel mehrerer Prozesse bestimmt wird. Auch hier gilt das Prinzip: Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Einzelteile.

In Zukunft wird es darauf ankommen, das Zusammenwirken der bislang isoliert untersuchten Prozesse in einem System, in einem Netzwerk als Ganzes zu erforschen. Diese meiner Meinung nach sehr spannende, aber auch ungleich schwierigere Aufgabe kann nur gemeinsam von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der Chemie, der Biologie und der Physik gelöst werden. Eine ausgeprägte Bereitschaft zur Interdisziplinarität ist dabei Voraussetzung.

Wie es die anderen sehen …

Douglas Stephan ist Professor für Chemie an der Universität Toronto und Mitglied des Scientific Advisory Board von UniCat

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Von Katharina Jung

Er ist ein Mann der ersten Stunde: Prof. Dr. Douglas Stephan, Professor für Chemie an der Universität Toronto, gehört bereits von Beginn an zu den Mitgliedern des sogenannten Scientific Advisory Board von UniCat, international ausgewiesenen Experten der Katalyseforschung. „Unsere Aufgabe besteht meiner Ansicht nach darin, den Blick für das große Ganze von UniCat zu wahren. Etwas, das eventuell aus dem Fokus gerät, wenn man zu tief im Alltag steckt. Das Advisory Board vereint Expertise in der Katalyseforschung aus allen Teilen dieser Welt. Mit diesem Blick von außen bringen wir im besten Fall ein paar gute Ideen und Anregungen mit nach Berlin − und nehmen auch etwas mit zurück.“

Als international renommiertem Wissenschaftler fällt ihm ein Urteil über die zehn Jahre UniCat in Berlin nicht schwer: „Ich sehe zwei Hauptgründe für den auch international großen Erfolg von UniCat: Zum einen den hohen Grad an Interdisziplinarität. Katalyse ist von Natur aus ein interdisziplinäres Forschungsgebiet. Hier in Berlin wird das besonders effektiv umgesetzt, indem Wissenschaftler aus der Chemie, der Biologie und verschiedenen anderen Forschungsbereichen eng kollaborieren. Aus diesem Ansatz sind Forschungsergebnisse entstanden, die ansonsten niemals entstanden wären, das habe ich selbst erlebt. Als zweiten Erfolgsfaktor sehe ich den guten und partnerschaftlichen Austausch mit der chemischen Industrie in Deutschland. Das ist in vielen anderen Ländern so gar nicht möglich.“

Den deutschen Ansatz, exzellente Forschung in größeren Clustern zu fördern, hält Douglas Stephan für den richtigen Weg: „In der internationalen Katalyseforschung ist UniCat in Berlin absolut ein Begriff. Dafür bedarf es neben wissenschaftlicher Exzellenz auch einer gewissen Größe. In Kanada setzen wir uns seit Jahren dafür ein, vergleichbare Mittel und Unterstützung zu bekommen – bisher ohne Erfolg.“ 

Als Einstein Visiting Fellow verbringt Douglas Stephan jedes Jahr mehrere Monate in Berlin. Dort kooperiert er sehr eng mit den Gruppen von Prof. Dr. Matthias Drieß und von Prof. Dr. Martin Oestreich. Zusätzlich fungiert er als Co-Betreuer für jeweils zwei Doktoranden aus den Gruppen.

Unifying Concepts in Catalysis (UniCat) in Zahlen

  • Im Exzellenzcluster UniCat arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Chemie, Physik, Biologie und Ingenieurwissenschaften von vier Universitäten und zwei Max-Planck-Instituten fächer- und institutionenübergreifend zusammen: TU Berlin (Sprecherhochschule), FU Berlin, HU Berlin, Universität Potsdam, Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft/Berlin, Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung Potsdam, Charité – Universitätsmedizin Berlin (seit 2012).
  • Die Forschungsthemen reichen von der chemischen Umwandlung von Methan zu Ethylen, der chemischen und biologischen Aktivierung von Kohlendioxid über die katalytische Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser mit Sonnenlicht als Energiequelle bis hin zur Synthese von Wirkstoffen mit Hilfe von künstlichen Enzymen.
  • In UniCat kooperieren 250 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus mehr als 28 Nationen, 42 Arbeitsgruppen, 8 bis 10 Verwaltungs- und technische Ange-stellte, 3 studentische Beschäftigte (30,4 % Frauenanteil, 55 % Doktoranden/Doktorandinnen, 23 % Postdocs).
  • 17 UniCat-Gruppenleiter haben einen Ruf an andere Universitäten, Institutionen angenommen.
  • Ca. 450 Personen haben den Cluster in den vergangenen Jahren wieder verlassen (Dissertation fertig, Postdoc, Berufungen, thematische Fokussierung). Viele bleiben dem Cluster wissenschaftlich verbunden.
  • 1688 Publikationen sind entstanden.
  • 50 Patente wurden angemeldet.
  • Rund 50 Millionen Euro wurden seit 2007 von der DFG bewilligt
  • Es gibt 35 Kooperationen mit nationalen und internationalen Universitäten und Forschungsinstitutionen sowie 15 Industriekooperationen.

Promovieren bei UniCat

  • Doktoranden
    Pro Jahr arbeiten rund 130 Doktoranden im Exzellenzcluster UniCat – Unifying Concepts in Catalysis. Zurzeit sind es 138 Doktoranden und 58 Postdocs.
  • Stipendiaten
    Aktuell betreut die Graduiertenschule BIG-NSE 21 Stipendiaten. Insgesamt sind es seit 2007 58 Stipendiaten.
  • Kollegiaten
    Dazu kommen 65 Kollegiaten (assoziierte Mitglieder mit einer gesonderten Finanzierung).
  • 17 UniCat-Gruppenleiterinnen und -Gruppenleiter haben einen Ruf erhalten und angenommen.

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