Carl-Roth-Förderpreis 2025 für umweltfreundliche chemische Verfahren Chemie nachhaltiger machen: Forscher mit Nachwuchspreis ausgezeichnet

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Maximilian Wohlgemuth forscht an der Ruhr-Universität Bochum an lösemittelfreien Reaktionen im Bereich der Mechanochemie. Für seine Arbeiten wurde er mit dem Carl-Roth-Förderpreis ausgezeichnet. Seine Methoden minimieren Abfälle und verbessern die Effizienz chemischer Prozesse.

Chemische Reaktionen sind umweltfreundlicher, wenn sie ohne Lösungsmittel auskommen. Maximilian Wohlgemuth aus der Arbeitsgruppe Mechanochemie der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat in verschiedenen Arbeiten dazu beigetragen, lösungsmittelfreie, mechanische Verfahren weiterzuentwickeln. Dafür wurde er am 15. März 2025 mit dem Carl-Roth-Förderpreis der Gesellschaft Deutscher Chemiker ausgezeichnet. Der Preis ehrt junge Forschende, die besonders zur Nachhaltigkeit in der Chemie beitragen.

Kugeln stoßen aneinander

Klassische chemische Verfahren erfordern oft große Mengen an Lösungsmitteln oder hohe Temperaturen, was mit hohem Energieverbrauch und viel Abfall verbunden ist. Daher setzt der Arbeitskreis von Gruppenleiter Prof. Dr. Lars Borchardt auf die so genannte Mechanochemie: Sie nutzt mechanische Energie, um chemische Reaktionen anzutreiben. Dazu werden die Ausgangsstoffe in Pulverform zusammen mit Mahlkugeln in einen Becher gefüllt und einige Minuten gemahlen. Die Kugeln bewegen sich durch die Drehung des Mahlbehälters frei im Inneren und stoßen aneinander. Die dabei frei werdende Energie lässt sich nutzen, um Stoffe miteinander in Reaktion zu bringen.

Der RUB-Forscher Wohlgemuth hat das Konzept der direkten Mechanokatalyse mitentwickelt und erweitert. Dabei funktioniert das Mahlwerkzeug selbst als Katalysator. „Normalerweise werden Katalysatoren als separate Reagenzien zu einer Reaktion hinzugegeben – bei der direkten Mechanokatalyse hingegen sind die katalytisch aktiven Metalle direkt auf die Mahlkugeln oder das Mahlgefäß aufgebracht“, erklärt Wohlgemuth. „Dadurch entfällt die aufwendige Trennung des Katalysators nach der Reaktion, und der Materialverbrauch an teuren Metallen wie Palladium oder Gold kann drastisch reduziert werden.“ Ein zentraler Bestandteil seiner Arbeit ist die Entwicklung einer so genannten galvanostatischen Beschichtung von Mahlmedien mit katalytisch aktiven Metallen. Diese Technik ermöglicht es, den Einsatz wertvoller Edelmetalle erheblich zu reduzieren und gleichzeitig die Wiederverwendbarkeit der Katalysatoren zu verbessern.

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Abfall vermeiden

Zudem hat Wohlgemuth mit dem „Resonant Akustischen Mischer“ (RAM) eine neue Technik eingesetzt, die mechanochemische Reaktionen erstmals ohne Mahlmedien wie Kugeln ermöglicht. „Dadurch werden Reaktionen effizienter, besser skalierbar und wir vermeiden Abfall“, sagt der Wissenschaftler. Darüber hinaus hat er an der Festkörperoxidation von Alkoholen in goldbeschichteten Mahlgefäßen gearbeitet. Dieses Verfahren ermöglicht die selektive Oxidation zu Aldehyden, ohne dass umweltschädliche Lösungsmittel oder zusätzliche – oftmals toxische – Reagenzien erforderlich sind.

Der Preis

Der Carl-Roth-Förderpreis, verliehen von der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) in Zusammenarbeit mit der Carl Roth GmbH & Co. KG, zeichnet junge Wissenschaftler aus, die mit ihren Arbeiten besonders zur nachhaltigen Chemie beitragen. Der Preis wird für ressourcenschonende Synthesewege und neue Anwendungen von Chemikalien vergeben, wobei eine Verbesserung der Nachhaltigkeit klar belegt sein muss (z. B. über quantitative Kennzahlen).

Neben Wohlgemuth hat dieses Jahr auch Anna F. Tiefel von der Universität Regensburg den Carl-Roth-Förderpreis erhalten. Sie forscht auf dem Gebiet der synthetischen Spinchemie, im Speziellen zur thermisch-photonischen Heterolyse unpolarer chemischer Bindungen. Ziel ihrer Arbeit ist es, die atomökonomische Bilanz zu verbessern und Abfallprodukte zu verringern.

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