10.07.2013

Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau e.V.

Der Grünen Chemie auf die Sprünge helfen

Nachhaltigkeit ist für forschende Chemiker heute alles andere als nur eine Worthülse. „Es ist so immens wichtig, dass gerade wir Chemiker mehr Verantwortung für die Umwelt übernehmen“, betont beispielsweise Melanie Mastronardi von der Universität Toronto. „Deshalb versuche ich, die Aufmerksamkeit für die Verfahren der Grünen Chemie zu erhöhen, und diesem Ideal in meiner eigenen Forschung gerecht zu werden.“ Die kanadische Doktorandin zählt zu den mehr als 600 Nachwuchswissenschaftlern aus annähernd 80 Ländern, die in der ersten Juliwoche an der 63. Lindauer Nobelpreisträgertagung teilnehmen werden. Das Konzept der „Grünen Chemie“ bildet einen Schwerpunkt im Programm der Tagung.

Nachhaltigkeit ist für forschende Chemiker heute alles andere als nur eine Worthülse. Viele messen ihre eigene Arbeit an dem Anspruch, damit einen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung zu leisten. „Es ist so immens wichtig, dass gerade wir Chemiker mehr Verantwortung für die Umwelt übernehmen“, betont beispielsweise Melanie Mastronardi von der Universität Toronto. „Deshalb versuche ich, die Aufmerksamkeit für die Verfahren der Grünen Chemie zu erhöhen, und diesem Ideal in meiner eigenen Forschung gerecht zu werden.“ Die kanadische Doktorandin zählt zu den mehr als 600 Nachwuchswissenschaftlern aus annähernd 80 Ländern, die in der ersten Juliwoche an der 63. Lindauer Nobelpreisträgertagung teilnehmen werden. Ihnen bietet sich die einzigartige Gelegenheit zum Wissens- und Ideenaustausch mit 35 Nobelpreisträgern. Das Konzept der „Grünen Chemie“ bildet einen Schwerpunkt im Programm der Tagung. Auch biochemische Prozesse und Strukturen sowie die Erzeugung, Umwandlung und Speicherung von chemischer Energie sind Gegenstand der zahlreichen Vorträge und Diskussionen.

Bereits Anfang der neunziger Jahre begannen die US-amerikanischen Chemiker Paul Anastas und John C. Warner mit der Ausarbeitung eines Konzepts für eine „Grüne Chemie“. Die zwölf Prinzipien ihres Konzepts zielen darauf ab, die chemische Produktion so ressourcenschonend, energieeffizient und umweltverträglich wie möglich zu gestalten. Schädliche Ausgangsstoffe und Endprodukte sollen vermieden, Abfälle reduziert und Störfallrisiken minimiert werden. Von großer Bedeutung ist hierbei der Einsatz von Katalysatoren. Sie helfen chemischen Reaktionen, die spontan viel zu langsam ablaufen, wirksam auf die Sprünge: Die Reaktionen werden beschleunigt und benötigen weniger Energie. Aus der Chemie sind Katalysatoren daher heutzutage kaum noch wegzudenken.

Als Türöffner einer umweltfreundlichen Chemie hat sich eine Entdeckung im Bereich der Erdölindustrie in den fünfziger Jahren erwiesen. Im Zuge der Dampfspaltung gelang es Forschern unter bestimmten Bedingungen, einen ungesättigten Kohlenwasserstoff, ein Alken, auch Olefin genannt, mit einer Methylgruppe (Propylen) in zwei andere Alkene mit zwei beziehungsweise keiner Methylgruppe zu verwandeln. Jedoch erst 1970 konnte der französische Chemiker Yves Chauvin dieses Phänomen mit der Wirkung eines metallischen Katalysators erklären. Dieser verband die Moleküle vorübergehend so miteinander, dass sie ihre Methylgruppen austauschen konnten. Für seine detaillierte Beschreibung der Olefinmetathese erhielt er 2005 den Chemienobelpreis – zusammen mit den US-Amerikanern Robert Grubbs und Richard Schrock. Sie stellten 1990 und 1992 besonders effektive Katalysatoren für die Metathese vor und haben damit die Entwicklung effizienterer und umweltfreundlicherer Synthesemethoden, beispielsweise für Arzneimittel und Kunststoffe, entscheidend vorangetrieben.

Auf der 63. Lindauer Nobelpreisträgertagung wird Robert Grubbs in seinem Vortrag „Green Chemistry and Catalysis“ die Bedeutung von Katalysatoren für den Übergang zu einer biobasierten Ökonomie aufzeigen. Ein Schlüssel liegt für ihn in der Erschließung von Kohlenstoffquellen aus nachwachsenden Rohstoffen für die industrielle Verarbeitung – mithilfe der Metathese. Sie ermöglicht es, bestimmte Pflanzenbestandteile in gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe aufzuspalten. Erstere lassen sich als Treib- oder Brennstoff, letztere als Ausgangsmaterialien für organische Synthesen, zum Beispiel von Kunststoffen, verwenden. Nachhaltig ist dieser Prozess allerdings nur, wenn seine Ausgangsstoffe nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion gewonnen werden, also den nicht-essbaren Anteilen von Pflanzen entstammen. In Bioraffinerien beispielsweise sollen eines Tages Holzschnitzel oder Stroh in großtechnischem Maßstab sowohl energetisch als auch stofflich verwertet werden.

Im Rahmen einer Podiumsdiskussion zum Abschluss der diesjährigen Lindauer Nobelpreisträgertagung werden Experten über die Perspektiven des Konzepts der Grünen Chemie diskutieren. Hieran nehmen der mexikanische Chemienobelpreisträger Mario Molina und der US-amerikanische Physiknobelpreisträger Steven Chu teil. Molina wurde 1995 zusammen mit dem Niederländer Paul Crutzen und dem US-Amerikaner Frank Sherwood Rowland der Chemienobelpreis verliehen für die Erforschung der Ozonschicht. Chu gehörte dem ersten Kabinett von US-Präsident Barack Obama als Energieminister an. Mit ihnen diskutiert der deutsche Chemiker Michael Braungart, der das „Cradle-to-Cradle-Konzept“ eines umweltverträglichen Ressourcenkreislaufs mitentwickelt hat. Stattfinden wird die Diskussion auf der Bodenseeinsel Mainau, wo bereits 1961 auf Initiative des Mitbegründers der Lindauer Tagungen, Graf Lennart Bernadotte, mit der „Grünen Charta von der Mainau“ eine der ersten Initiativen für die Nachhaltigkeit verabschiedet wurde. Der Nachhaltigkeitsgedanke gewann auch bei den Lindauer Tagungen zunehmend an Bedeutung. Es sind die Debatten über den Einfluss und über die Verantwortung von Wissenschaft und Forschung, die über den Kreis der Tagungsteilnehmer hinaus in die Gesellschaft hineinwirken.

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