Institutsvorstand, E163-Institut für Angewandte Synthesechemie

Univ.-Prof. DI Dr. Karl Kirchner

Die Zukunft einer rasant wachsenden Menschheit wird neben der Befriedigung der unmittelbaren Grundbedürfnisse auch zu einem Großteil davon bestimmt sein, wie sehr es uns gelingt, die chemischen Prozesse in den Bereichen der Material- und Energiebeschaffung so zu gestalten, dass sie auch für zukünftige Generationen verfügbar und erschwinglich sind und keine ökologischen Schäden (Stichwort "Green Chemistry") hinterlassen. Die Schwerpunkte liegen in der Entwicklung nachhaltiger, umweltfreundlicher, effizienter und selektiver Synthesen, wobei der Katalyse eine wichtige Schlüsselrolle zukommt. In den vergangenen Jahrzehnten haben sich zahlreiche Übergangsmetallkatalysatoren - häufig mit den Edelmetallen Palladium, Rhodium, Iridium und Ruthenium - in unzähligen praktischen Anwendungen bewährt. Der begrenzte Vorrat an diesen Metallen, ihr hoher Preis und ihre Toxizität sind ein großer Nachteil, der eine Suche nach ökonomischeren und umweltfreundlicheren Alternativen notwendig macht. Eine Lösung ist der Einsatz von Katalysatoren basierend auf unedle Metalle der ersten und zweiten Periode wie etwa Vanadium, Eisen, Mangan, Cobalt, oder Molybdän. Besonders Eisen hat gegenüber allen Edelmetallen den zusätzlichen Vorteil, dass es das zweithäufigste Metall der Erdkruste ist (4.7%). Viele dieser Metalle sind außerdem essenzieller Bestandteil von biologischen Systemen. Die meisten bekannten katalysierten Reaktionen mittels unedlen Metallen sind jedoch sehr speziell und/oder für praktische Anwendungen noch bei weitem nicht ausgereift und stecken gewissermaßen in den "Kinderschuhen". Aus den oben genannten Gründen konzentriert sich meine Forschung im Bereich Anorganische Chemie (The Organometallic Chemistry and Homogeneous Catalysis Group) des Institutes für Angewandte Synthesechemie auf folgende Schwerpunkte: (i) Entwicklung neuer modular aufgebauter achiraler und chiraler Liganden. (ii) Synthese von kostengünstigen und umweltverträglichen definierten Katalysatoren auf der Basis von unedlen Metallen wie Vanadium, Eisen, Cobalt, Nickel, und Molybdän. (iii) Anwendung dieser Verbindungen in der homogenen Katalyse unter Einbeziehung von im Überfluss vorhandenen kleinen Molekülen, wie CO2, O2, H2O, N2, aber auch Wasserstoff und CO als Reaktionspartner, sowie die Erzeugung von Wasserstoff aus billigen Grundbausteinen, wie Wasser, Ameisensäure, oder Boranen. Ich halte die Vorlesungen Grundlagen der Chemie, Anorganische Chemie II, und Metallorganische Chemie, des Weiteren bin ich Leiter der Laborübungen "Grundlagen der Chemie". .