Am 9. Juli 2026 haben bedeutende Entwicklungen in der Chemie- und Katalyseforschung das Potenzial, die Branche grundlegend zu verändern. Robert J. Mayer, Professor für physikalisch-organische Chemie der Katalyse, stellt in seiner Forschung die Regeln der Chemie in den Vordergrund. Sein Ziel ist es, Reaktionen mithilfe automatisierter Experimente, Computerchemie und datenbasierter Modelle präzise vorherzusagen. Dies geschieht durch die Durchführung vieler Experimente unter vergleichbaren Bedingungen, um belastbare Datensätze zu generieren, die entscheidend für die Erkenntnisgewinnung sind. Durch die Automatisierung können hunderte oder sogar tausende von Reaktionen parallel ausgeführt werden, was die Standardisierung der Bedingungen erheblich vereinfacht.

Einer der Schlüsselaspekte von Mayers Forschungsansatz ist die Notwendigkeit der Standardisierung, um optimale Reaktionsbedingungen zu identifizieren. Dies hat weitreichende Implikationen für die Entwicklung neuer Moleküle und Wirkstoffe. Neben grundlegenden Reaktionen untersucht Mayer auch komplexe Reaktionsnetzwerke, etwa die katalytischen Prozesse in Wasser und die Entstehung der ersten Moleküle des Lebens. Automatisierung verändert den Laboralltag grundlegend: Roboter übernehmen viele Experimente, sodass Forscher mehr Zeit für Planung, Auswertung und Interpretation haben. Mayer hebt hervor, dass Studierende lernen müssen, Reaktionen als Systeme zu analysieren und deren Vorhersagbarkeit zu erhöhen, um diese Entwicklungen effektiv nutzen zu können.

ASCEND: Ein bahnbrechendes Projekt

Parallel zu Mayers Forschung wurde am 11. Juni 2026 die Initiative ASCEND ins Leben gerufen. Diese bietet eine Plattform für die Entwicklung neuer Katalysatoren der nächsten Generation. Gefördert mit 30 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt, strebt das Projekt an, nachhaltigere chemische Prozesse durch die Kombination von digitalen Katalyseverfahren, KI und autonomen Laboren zu etablieren. Der offizielle Start dieses Vorhabens war am 1. April 2026.

Das Projekt umfasst sechs Partner, darunter das Helmholtz-Zentrum Berlin, das Fritz-Haber-Institut, BASF, Siemens Energy, Dunia Innovations sowie die Technische Universität Berlin. Bundesforschungsministerin Dorothee Bär betonte während der Auftaktveranstaltung die immense Bedeutung von ASCEND für die Transformation der Industrie und den Klimaschutz. Prof. Dr. Martin Keller, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft, hob die wichtige Rolle von KI-gestützten autonomen Laboren hervor, um die technologische Souveränität zu stärken. Dies unterstützt die Überzeugung, dass KI und Automatisierung die wissenschaftliche Experimentation beschleunigen und kontinuierlich verbessern werden.

Nachhaltigkeit in der chemischen Industrie

Die chemische Industrie ist ein zentraler Akteur in fast allen industriellen Wertschöpfungsketten und produziert essentielle Vorprodukte für unterschiedliche Branchen. Im Hinblick auf die steigenden globalen Treibhausgasemissionen, die zu etwa 6% aus der chemischen Industrie stammen, muss der Fokus dringend auf die Entwicklung nachhaltiger Alternativen gelegt werden. Das Projekt „ShapID“, das von neun Fraunhofer-Instituten unter Leitung des Fraunhofer ICT durchgeführt wird, verfolgt das Ziel, praxisnahe Methoden und Technologien für eine grüne Chemie zu entwickeln und basiert auf den zwölf anerkannten Prinzipien der grünen Chemie.

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Die Bereiche, die im Rahmen von ShapID behandelt werden, umfassen:

  • Synthese-, Reaktions- und Katalysetechnik
  • Prozess- und Verfahrenstechnik
  • Modellierung, Simulation und Prozessoptimierung
  • Digitalisierung und Automation

Diese Initiativen sind entscheidend, um die Defossilisierung der Produktionsketten voranzutreiben und eine zirkuläre, treibhausgasneutrale Stoff- und Energiewandlung zu etablieren. Mit Blick auf eine klimaneutrale Produktionsweise bis 2050 sind Innovationen in der Katalyse nicht nur wünschenswert, sondern dringend notwendig.