Absolventin der Fakultät für Chemie und Mineralogie erhält DECHEMA-Preis

„Templat-Synthese mesoporöser Kohlenstoffmaterialien“ heißt die Diplomarbeit, für die Kerstin Böhme, Absolventin der Fakultät für Chemie und Mineralogie der Universität Leipzig, Anfang September von der Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie (DECHEMA) ausgezeichnet wird. Diesen Studentenpreis vergibt die Gesellschaft jährlich für Diplomarbeiten im Fachgebiet Technische Chemie, die von sehr guter Qualität sind und in außergewöhnlich kurzer Zeit erarbeitet wurden.

„Die neun Semester, die Kerstin Böhme für ihr Studium gebraucht hat, sind für Leipziger Verhältnisse, wo die Chemie-Studenten zumeist mit der Regelstudienzeit von zehn Semestern hinkommen, nichts Aufsehenerregendes. Aber im deutschen Durchschnitt ist solch ein konzentriertes Studium schon etwas Besonderes“, freut sich auch Prof. Dr. Helmut Papp, Professor an der Fakultät für Chemie und Mineralogie der Universität Leipzig, über den Preis für seine Studentin. „Und dann noch mit einer so bemerkenswerten wissenschaftlichen Leistung!“

Um die in einfachen Worten zu erläutern, muss die bereits an ihrer Promotion arbeitende 24-Jährige etwas überlegen. Immerhin spielt sich das Ganze in dem für das Auge des Menschen und das Vorstellungsvermögen des Laien unzugänglichen Nanometer-Bereich ab. „Ein Templat ist eine Art Form, in die ein anderes Material hineingegeben wird. Dieses Material nimmt dann – etwa wie beim Stahl-Gießen oder Rührkuchen-Backen – die Form des Templats an und behält diese, auch wenn die formgebende Hülle entfernt wird. Wenn man mesoporösen Kohlenstoff produzieren will, kann man die vielen mikroskopisch kleinen Poren von Silikat als Templat verwenden.“

Zuerst einmal ging es der Diplomandin darum, auszumessen, wie groß das Volumen der Poren im Silikat ist, denn dieses Volumen entspricht dann ungefähr dem der entstehenden Kohlenstoffmaterialien. Um dies zu ermitteln wird Stickstoff in das Silikat geleitet und registriert, wie viel des Gases von dem porösen Material aufgenommen wird. Als nächster Schritt wird eine Zuckerlösung in das Silikat gebracht und erhitzt. Der Zucker karbonisiert und wird komplett zu „Kohle“. Die Silikat-Hülle kann nun weggelöst werden. Was bleibt, ist ein Material, das in seiner Struktur ebenso filigran ist, wie es das Silikat einmal war. Solche mesoporöse Kohlenstoffmaterialien mit Poren von 2 bis 50 nm (1 nm = 1 Nanometer = 10-9 Meter) sind wichtig für alle Prozesse, bei denen möglichst geringe Massen möglichst große Oberflächen bereitstellen sollen. Angewandt wird das zum Beispiel bei Abgasreinigung, bei der Chromatographie, also der Auftrennung von Stoffgemischen, und in der Brennstoffzelle.

„Dieser Prozess der Herstellung ist nicht völlig neu“, erläutert Kerstin Böhme. „Ich habe ihn aber in meine Diplomarbeit genauer untersucht und optimiert. Wird das Templat optimal mit Zucker gefüllt, entsteht ein Kohlenstoffmaterial mit sehr hohen Porenvolumen. Ich habe ein Volumen von drei Kubikzentimetern bei einer Masse von nur einem Gramm erzeugen können.“

Ursprünglich wollte sich Kerstin Böhme nicht um den Preis bewerben. „Immerhin gibt es deutschlandweit rund 100 Studenten der Technischen Chemie. Aber mein Betreuer Dr. Olaf Klepel hat nicht locker gelassen – da habe ich einen Tag vor Fristende meine Bewerbung losgeschickt.“ Die Templat-Synthese mesoporöser Kohlenstoffmaterialien wird die junge Chemikerin auch künftig in ihrem Bann halten. Für ihre Promotion will sie vor allem mit neuen Templaten arbeiten.

Und noch die Gretchenfrage an den Professor: Wie hatte er es mit seiner Studienzeit? „Ich habe in Erlangen 13 Semester bis zum Diplom gebraucht, wobei die Diplomarbeit damals 18 Monate und nicht wie heute nur 6 Monate dauerte, außerdem waren da zwei Semester intensiven Kartenspiels dabei“, bekennt Prof. Papp. Marlis Heinz

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Helmut Papp
Telefon: 0341 97-36300
E-Mail: papp@chemie.uni-leipzig.de