Lernen Sie das Team kennen
Prof. Dr. Jürgen Klankermayer
Sprecher
leitet den Lehrstuhl für Translationale Molekulare Katalyse und ist wissenschaftlicher Leiter des CAT-Catalytic Centers, einer gemeinsamen Ini-tiative der Covestro AG und der RWTH. Die Forschung seines Teams konzentriert sich auf die Entwicklung molekularer Katalysatorsysteme an der Schnittstelle von Chemie und Energie, die in einem translationalen Prozess durch interdisziplinäre Kooperationen in maßgeschneiderten Verfahren im Technikumsmaßstab münden. In den vergangenen Jahren konnte eine maßgeschneiderte Technologieplattform für die Reduktion von Kohlenstoffdioxid, Biomasse und Polymeren entwickelt werden. Mit der katalytischen Umsetzung von Kunststoffen gelang es bei-spielhaft, molekularen Wasserstoff und Biomasse in die Rohstoffrückgewinnung zu integrieren und dadurch die Effektivität des Konzepts der mehrdimensionalen Kreislaufwirtschaft auf Basis des Open-Loop-Konzepts zu bestätigen.
Prof. Dr. Regina Palkovits
Sprecherin
ist Leiterin des Lehrstuhls für Heterogene Katalyse & Technische Chemie der RWTH, Direktorin des Instituts für Nachhaltige Wasserstoffwirt-schaft am FZJ sowie Max Planck Fellow am Max-Planck-Institut für chemische Energiekonversion. Mit heterogener Katalyse und Materialdesign als Kernkompetenzen entwickelt sie mit ihrem Team nachhaltige chemische Prozesse. Von 2019 bis 2022 leitete sie die Fachgruppe Nachhaltige Chemie der GDCh. Ihre Gruppe gehört weltweit zu den führenden Forschungsteams bei der Entwicklung katalytischer Prozessen zur Biomassenutzung. In den früheren Exzellenclustern Tailor-made Fuels from Biomass sowie dem aktuellen Fuel Science Center entwickelte sie leistungsstarke Chemo- und Elektrokatalysatoren für CO₂-Aktivierung und Kunststoffrecycling sowie neue Adsorbentien für energieeffiziente Trennverfahren der Bioraffinerie. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt betrifft innovative Katalysatorsysteme in Form von Einzelatomkatalysatoren und die metallfreie Katalyse. In industrienahen Projekten wie Bio4MatPro skaliert sie mit Partnern nachhaltige Prozesse und Produkte.
Prof. Dr.-Ing. Lars M. Blank
Kernteam
Chemieingenieur und Biologe, leitet den Lehrstuhl für Angewandte Mikrobiologie der RWTH. In der Forschung konzentriert sich sein Team auf grundlegende und angewandte Aspekte des mikrobiellen Stoffwechsels. Die Forschung in silico und in vivo von Stoffwechselnetzwerken ermöglicht ein tieferes Verständnis von Zellfunk-tionen und liefert somit Beiträge zur rationalen Stammentwicklung. Die entwickelten Mikroben verwenden nachhaltigen Kohlenstoff (aus Biomasse, CO₂, und Abfall (z.B., Plastik)) als Sub-strat für die Produktion von Chemikalien und Materialien. In catalaix soll der metabolische Trichter des mikrobiellen Metabolismus für die Produktion von neuartigen Plastikmonomeren und Bioplastik einsetzt werden.
Prof. Dr. Grit Walther
Kernteam
leitet den Lehrstuhl für Operations Management der RWTH. Die Forschung ihres Teams beschäftigt sich mit der anwendungsorientierten, technoökonomischen Modellierung und Bewertung von Wertschöpfungsnetzwerken an der Schnitt-stelle von Technik, Wirtschaft und Nachhaltigkeit. Die Forschung erfolgt in interdisziplinärer Kooperation mit ingenieur- und naturwissenschaftlichen Forschungsinstituten, Industrieunternehmen sowie politischen Entscheidungsträgern. Konkret erfolgte die Konzeption neuer Wert-schöpfungsnetzwerke für bio-basierte Kunststoffe und Plattformchemikalien, von Recycling-netzwerken, sowie die Durchführung sektoraler Technologie- und Gesetzesfolgenabschätzungen mittels Methoden der techno-ökonomischen Bewertung, Ökobilanzierung, mathemati-schen Optimierung und dynamischen Simulation. Die Ergebnisse der Forschung münden in Handlungsempfehlungen und Standards für Industrie und politische Entscheidungsträger.
Prof. Alexander Mitsos, PhD
Kernteam
leitet den Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik (AVT.SVT) innerhalb der Aachener Verfahrenstechnik (AVT). Die Arbeitsgruppe konzentriert sich auf die Entwicklung von Methoden und Algorithmen für die Optimierung von (elektro-)chemischen Prozessen. Diese sind modellbasiert, kombinieren geeignete mechanistische und datengetriebene Modelle und werden durch Laborexperimente unterstützt. Professor Mitsos lei-tet das DFG-Schwerpunktprogramm 2331 „Machine Learning in Chemical Engineering“ und das Helmholtz Graduiertenkolleg „Helmholtz School for Data Science and Energy“. Er ist Co-Sprecher im DFG-Sonderforschungsbereich SFB 985 „Funktionelle Mikrogele und Mikrogelsysteme“. Im Rahmen dieses SFBs hat die AVT.SVT in Zusammenarbeit mit Forschungsgruppen aus der Chemie demonstriert, dass modellbasiert Mikrogele mit gewünschten Eigenschaften in Batch- und kontinuierlichen Reaktoren hergestellt werden können.
Prof. Dr. Kathrin Greiff
catalaix-PI
leitet das Institut für Anthropogene Stoffkreisläufe der RWTH, ist Rektoratsbeauftragte für Nachhaltigkeit und Gründungsmitglied des Center for Circular Economy der RWTH. Ihr Team forscht an Lösungen und Methoden, um anthropogene Stoffströme kreislauffähig zu gestalten und damit ein Rohstoffmanagement auf Produkt- und Materialebene zu entwickeln sowie anhand von Praxisbeispielen zu demonstrieren und umzusetzen. Ihr Team verbindet die Modellierung und Bewertung von Verarbeitungs- und Recyclingprozessen mit Blick auf ganze Produktsysteme und Lebenszyklen im Sinne eines zirkulären Wirtschaftens und ergänzt diese Expertise durch technische Umsetzung und Demonstration.
Prof. Dr. Martin Grohe
catalaix-PI
leitet den Lehrstuhl für Logik und Theorie Diskreter Systeme an der RWTH. Er arbeitet an den methodischen und theoretischen Grundlagen der Informatik. Das Themenspektrum reicht dabei von fundamentalen mathematischen Fragestellungen bis hin zu konkreten Anwendungen in der Physik, Elektrotechnik oder Verfahrenstechnik. Ein aktueller Schwerpunkt der Arbeit seiner Gruppe ist die Entwicklung von maschinellen Lernverfahren für komplex strukturierte Daten wie Netzwerke und Graphen. Er hat die Theorie der Graph Neural Networks entscheidend mitgeprägt. Diese sind eine flexible „deep learning“ Architektur für graphbasierte Daten mit vielfältigen Anwendungen, insbesondere auch in Chemie und Verfahrenstechnik.
Prof. Dr. Sonja Herres-Pawlis
catalaix-PI
leitet den Lehrstuhl für Bioanorganische Chemie der RWTH, an dem ihr Team aktuelle Fragestellungen der bioanorganischen Chemie und der Synthese und des Recyclings von Biokunststoffe bearbeitet. Hierbei kombiniert das Team Methoden der Koordinationschemie mit modernen spektroskopischen Methoden mit Dichtefunktionaltheorie und Methoden des Maschinellen Lernens, um schnelle Oxidationskatalysatoren, robuste und schnelle Katalysatoren für die Lactonpolymerisation und die Depolymerisation von Polyestern, aber auch Nitrensysteme und Elektronentransfersysteme zu kreieren und zu charakterisieren. Gerade im Bereich der Biokunststoffe ist die Skalierung eine zentrale Frage, um die Grundlagenforschung in die Anwendung zu bringen. Ein weiterer Fokus der Arbeiten sind chemische Workflows und das chemische Forschungsdatenmanagement.
Prof. Dr.-Ing. Andreas Jupke
catalaix-PI
ist Leiter des Lehrstuhls für Fluidverfahrenstechnik der RWTH und Direktor am Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG-2, Pflanzenwissenschaften) des FZJ. Seine Forschungsschwerpunkte liegen auf der Entwicklung energieeffizienter Trennverfahren mittels Extraktion, Kristallisation und Chromatographie sowie auf flexiblen Mehrphasen-reaktoren. In der Forschungs-Bioraffinerie der AVT arbeitet er mit Partnern daran, neue Verfahren der Biotechnologie in den technischen Maßstab zu skalieren. Weitere Forschungsbereiche sind die Entwicklung von Technologien für die Kreislaufwirtschaft von Polymeren und Metallen. Ziel seiner Forschung in catalaix ist die Entwicklung von robusten und effizienten Trennverfahren für die Transformation der chemischen Wertschöpfungsketten in eine Open-Loop-Kreislaufwirtschaft.
Prof. Dr. Lars Lauterbach
catalaix-PI
ist Leiter der Forschungsgruppe „Synthetische Mikrobiologie“ an der RWTH. Sein Forschungsschwerpunkt sind gasbasierte Bioprozesse, bei denen Werkzeuge der Synthetischen Biologie eingesetzt werden, um Energiemodule für biologische Systeme zu entwerfen. Seine Forschung umfasst die Entwicklung maßgeschneiderter Mikroorga-nismen und künstlicher Enzymkaskaden, die Wasserstoff und Methan als nachhaltige Energie-quellen nutzen, um Chemikalien für eine zukünftige Bioökonomie herzustellen. In den letzten Jahren hat er eine biokatalytische Plattform für die wasserstoffgetriebene Produktion von z.B. chiralen Alkoholen und Aminen entwickelt. Seit mehr als 15 Jahren arbeitet er mit Knallgasbakterien, die Wasserstoff nutzen, um reduzierte Produkte wie Biopolymere und Einzel-zellproteine herzustellen.
Prof. Dr.-Ing. Jørgen Magnus
catalaix-PI
leitet den Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik der RWTH. Die Kernkompetenz des Lehrstuhls ist die Charakterisierung von Prozessen in Bioreaktoren aller Maßstäbe – von Mikrotiterplatten bis zu Fermentern. Im Fokus stehen dabei die Entwicklung und Anwendung innovativer Methoden zur online-Prozessanalyse und -steuerung. Zentrale Themen sind des Weiteren die Synthesegasfermentation und die Herstellung nachhaltiger Produkte aus Fermentationen. Aus seiner Erfahrung in der Industrie bringt Prof. Magnus die Kompetenz ein, fermentative Prozesse im industriellen Maßstab zu entwickeln. In diesem Zusammenhang ist es entscheidend, dass ein Gesamtkonzept entwickelt wird, in dem alle Grund-operationen des Prozesses integriert sind, damit der Gesamtprozess hinsichtlich Wirtschaft-lichkeit und Energie- und CO2-Einsparung optimiert werden kann.
Prof. Dr. Andrij Pich
catalaix-PI
leitet den Lehrstuhl für Funktionale und Interaktive Polymere der RWTH und ist wissenschaftlicher Direktor des DWI Leibniz Institut für Interaktive Materialien. Die Forschung seines Teams konzentriert sich auf die Entwicklung neuer Polymerisationsverfahren, neuartiger (bio)makromolekularen Strukturen und adaptiver Polymermaterialien für Biokatalyse, Pflanzenschutz und Medizin. In den vergangenen Jahren konnte eine maßgeschneiderte Technologieplattform für die Modifizierung von Polysacchariden aus nachwachsenden Roh-stoffen und die Synthese von maßgeschneiderten Nano- und Mikrogelen entwickelt werden. Neuartige biobasierte Polymermaterialien zeichnen sich durch hohe chemische Funktionalität, programmierbare Degradation und hohe Kompatibilität mit biologischen Systemen aus und ermöglichen eine reduzierte Umweltbelastung sowie eine effiziente Integration in nachhaltige Kreislaufwirtschaft.
Prof. Dr. Ulrich Schurr
catalaix-PI
leitet das Institut für Pflanzenwissenschaften am FZJ. Das Institut ist weltweit führend in der Entwicklung und Anwendung quantitativer Methoden zur Analyse von Architektur und Funktion von Pflanzen. Seit mehr als 10 Jahren leitet mit dem Bioeconomy Science Center (BioSC) den größten europäischen Forschungsverbund zur systemischen, nachhaltigen Bioökonomie auf Basis der Kooperation der Universitäten Aachen, Bonn, Düs-seldorf und des FZJ. Mit der Initiative BioökonomieREVIER koordiniert er im Rahmen des Strukturwandels in der Kohleregion Rheinisches Revier den Aufbau einer sektorübergreifen-den Modellregion für Nachhaltige Bioökonomie. Er ist Mitglied im International Advisory Council Global Bioeconomy und berät Unternehmen und Wissenschaftsorganisation weltweit in der Entwicklung zu nachhaltiger Bioökonomie.
Prof. Dr. Ulrich Schwaneberg
catalaix-PI
leitet den Lehrstuhl für Biotechnologie and der RWTH und ist Mitglied im wissenschaftlichen Leitungsgremium des DWI Leibniz Institutes für Interaktive Materialen. Die Forschung seines Teams konzentriert sich auf die Entwicklung von Protein-Engineering-Methoden, um grundlegende Protein-Design-Prinzipien und Struktur-Funktionsbeziehungen aufzufinden. Ferner wurde in den letzten 8 Jahren eine Funktionalisie-rungsplattform mit >120 Materialbindepeptiden aufgebaut, die erlaubt, Polymere, Metalle/Le-gierungen und natürliche Oberflächen kosteneffizient und skalierbar aufzurüsten. Über die Verwendung von Bindepeptiden wurden polymerabbauende Enzyme mit Material-Bindepeptiden fusioniert, die einen beschleunigten Abbau von Polymeren ermöglichen. Der Material-Bin-depeptidansatz ist nicht limitiert auf biologische Katalysatoren, sondern kann auch mit chemischen Katalysatoren kombiniert werden und eröffnet in kombinierten Prozessen nachhaltige Lösungen für eine Polymerkreislaufwirtschaft in Closed und Open Loops.
Prof. Dr.-Ing. Niklas von der Aßen
catalaix-PI
leitet den Lehrstuhl für Technische Thermodynamik. Er ist außerdem Rektoratsbeauftragter für Nachhaltigkeit. Die Forschung seines Teams erstreckt sich von der Nachhaltigkeitsbewertung und Optimierung von internationalen Energie- und in-dustriellen Prozesssystemen über die Simulation und experimentelle Validierung von Apparate-Prototypen hin zur experimentellen Messung und Voraussage von Stoffdaten und Reaktionen. In allen Forschungsbereichen wird Nachhaltigkeit und Klimaschutz mittels Ökobilanzen (LCA) konsequent als Zielgröße in die Entwicklung von Methoden, Tools und technischer Komponenten integriert.
Prof. Dr. Peter Wasserscheid
catalaix-PI
ist Gründungsdirektor des Instituts für eine Nachhaltige Was-serstoffwirtschaft des FZJ, Leiter des Instituts für Chemische Reaktionstechnik der FAU Erlangen-Nürnberg sowie Direktor des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien. Die Forschungsschwerpunkte der Gruppe liegen in der Katalysator- und Verfahrensentwicklung für eine nachhaltigere chemische Industrie und ein emissionsfreies Energiesystem der Zukunft. Die Gruppe ist weltweit führend bei der Entwicklung katalytischer Prozesse zur chemischen Wasserstoffspeicherung, insbesondere mit Hilfe von Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC)-Systemen. Ein weiterer Schwerpunkt sind innovative Lösungsmittelsysteme. Die wissenschaftlichen Arbeiten umfassen die Katalysator- und Reaktorentwicklung, das Sys-temdesign und die Realisierung größerer Demonstratoren. Die Gruppe verfügt über umfas-sende Erfahrungen im Bereich des Technologietransfers.
Prof. Dr. Matthias Wessling
catalaix-PI
leitet den Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik der RWTH und ist Mitglied des wissenschaftlichen Beirats beim DWI Leibniz-Institut für Interaktive Materialien, an welchem er auch mit einer Arbeitsgruppe forscht. Die Forschung seines Teams konzentriert sich auf die Entwicklung von integrierten Reaktoren für Konversion und Trennung. Dabei nutzt er insbesondere seine langjährige Expertise in Membrantechnik und elektrochemischer Verfahrenstechnik. Grundlegende Studien an Grenzflächen zu Stofftransport ermöglichen ihm eine maßgeschneiderte Entwicklung von der mikro- bis zur makro-Skala. In den vergangenen Jahren konnten maßgeschneiderten Reaktoren unter anderem mittels additiver Fertigung zur elektrochemischen Depolymerisierung von Biomasse-basierten Polymeren wie Lignin oder Cellobiose entworfen und die Effizienz mittels integrierter Membrantrennung optimiert werden.