Daniel Kopetzki ist Preisträger des Brandenburgischen Nachwuchswissenschaftlerpreises 2012

Der Chemiker aus dem Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam erhält den mit 20.000 Euro dotierten „post-doc-Preis“ in der Kategorie Natur- und Ingenieurwissenschaften. Der Preis wird am 12. November von Wissenschaftsministerin Sabine Kunst im Haus der Brandenburgisch-Preußischen Geschichte (HBPG) in Potsdam verliehen.

1. November 2012
Dr. Daniel Kopetzki

Prämiert wurde Kopetzkis Dissertation, die er 2011 bei Professor Markus Antonietti absolvierte. In dieser untersucht der Wissenschaftler, wie sich die so genannte Hydrothermalchemie nutzen lässt, um aus nachwachsenden Rohstoffen Grundstoffe für die chemische Industrie herzustellen. Grundstoff für eine nachhaltige Chemie können insbesondere Zucker sein, da sie den größten Teil der pflanzlichen Biomasse darstellen. Nutzt man Biomasseabfall anstelle von isoliertem Zucker, konkurriert dies nicht mit der Erzeugung von Nahrungsmitteln.

Unter hydrothermalen Bedingungen bedeutet: Der Einsatz von Wasser als Reaktionsmedium bei Temperaturen oberhalb von 100 °C, in diesem Fall bei 200 °C bis 300 °C. Durch erhöhten Druck von ca. 100 bar bleibt der flüssige Zustand dabei stabil. Das entspricht dem 100-fachen des Normaldrucks. Man könnte das System auch mit einem Dampfdrucktopf vergleichen: Durch die erhöhten Temperaturen laufen chemische Reaktionen sehr schnell ab und es treten überraschende Reaktivitäten auf. Wasser als Lösemittel hat zudem noch einen weiteren Vorteil. Im Gegensatz zu klassischen organischen Lösemitteln ist es äußerst umweltfreundlich.

Mit Hilfe der Hydrothermalchemie konnte so die wichtige Basischemikalie gamma-Valerolacton hergestellt werden. Sie ist u.a. als „grünes“ Lösemittel und für Biokraftstoffe von Bedeutung. Der Schlüssel dafür, die Reduktion von aus Zuckern hergestellter Lävulinsäure, erforderte bisher die Zuhilfenahme seltener Edelmetalle wie z.B. Ruthenium. Bei dem hydrothermalen Verfahren, also in Wasser und bei hohen Temperaturen, kann diese Rolle von einfachen Salzen, wie z. B. Natriumsulfat, übernommen werden. Besonders praktisch ist, dass diese Salze nur bei hoher Temperatur basisch wirken, nicht aber wenn die Lösung wieder abgekühlt ist. Im Gegensatz zu klassischen Basen sind sie daher wiederverwertbar.

Auch anhand anderer Reaktionen, so Kopetzki, zeigt sich: „Katalysatoren und Reagenzien lassen sich entweder vollständig einsparen oder durch umweltfreundlichere Alternativen ersetzen. In dieser Hinsicht ist Wasser nicht nur ein umweltfreundliches Lösemittel, sondern trägt auch dazu bei, Abfall zu vermeiden und Ressourcen zu schonen“.

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