Gesamter Text dieser Seite:
A U S DI K l ( ) l t S C H l I N ( ; S A K H i : i l

I N S I . K I . R I I N I V "I-".KSI T A T :

Katalysatoren sind nicht nur beim Auto nützlich
A u s der c h e m i s c h e n P r o d u k t i o n nicht m e h r w c i v i i d e n k c n
Die III grille „ K a l a h s a l o r " und „Katalyse" weiden heule /iimeisl im
/iisiimmciihang mil der ii(oal)^:isent*^iftiin^ «jebranchl. Nur wenigen isl hew ul.il, w ie iillallig ka(al> tische l"ro/esse in der helehlen und
iinl)elehleii Natur und in der Icchnik sind und in welchem Malle sie
unser läßliches I A"heii beeinflussen. In der Chemie he/eiehnel 111:111 als
Katalysator einen Moll, der eine chemische Reaktion, die linier den
gesehenen l inslandcn nur sehr langsam ablauten wurde, beschleunigt, aher seihst unverändert aus dieser hervorgeht. I r inaehl also

nicht l unlösliches möglich, sondern ersoryt dafür, dali das Mögliche
auch wirklich geschieht, indem er die reagierenden Moleküle in einen
reaktionshereiten Zustund versetzt. Nicht umsonst verwenden die
Chinesen in ihrer Sprache liir den Katalysator dasselbe Wort wie fur
den Heiratsvermittler.
Line besondere Ligenschaft der
Katalysatoren in der Chemie ist
ihre Fähigkeit, auch in Spuren zu
wirken, sei es im gelösten Zustand
oiler in sehr feiner Verleitung. BeAni Institut für Physikalische
Chemie der Universität Innsbruck werden Klemenlarprozes.se
bei chemischen Reaktionen an
Katalysatoroberflächen
untersucht. Der Institutsvorstand,
lim.-l"rof. Dr. Konrad Hayek,
berichtet darüber.
rcils im Jahre 1823 entdeckte der
Chemiker Johann Wolfgang Döbereiner, daß das Metall Platin
die Vereinigung von Wasserstoff
und Sauerstoff, welche ohne Ka-

talysator erst bei hoher Temperatur (500 Grad) erfolgt, bereits bei
Zimmertemperatur katalysiert.
Beginnend mit dem Ende des 19.
Jahrhundert setzte eine stürmische industrielle Entwicklung
ein, in deren Verlauf mehr und
mehr chemische Pro/esse im
technischen Maßstab durchgeführt wurden, die ohne den Einsat/ von Katalysatoren nicht
möglich wären. Inzwischen wird
ein Großteil unserer Bedarfsartikel aus katalytisch gewonnenen
Kunststoffen verfertigt, aber
auch viele andere Stoffe, wie
Düngemittel, Waschmittel und
Lebensmittel, z. B. Margarine,
werden auf katalytischem Wege
hergestellt.

F o r s c h u n g a m Institut Für P h y s i k a l i s c h e C h e m i e

1 > 11 w e n n 1 e t a l s u 11 1111 l l i a u l s i e l

Scluchl

eines

I1lhba1

/ . B. a u s

lmn1111111no1d.

mil

1Iille

eakuici 1 weiden, w a s
ilei

IIUKICI n e u t I n a

Metall

tu H I n a k u u i n l e e h i i i k m ö g l i c h i s i .

len

m Insiiiui im Physikalische
( heime weiden u. a. die Methoden dei Massenspektrotnetrie,
ilei
I lektionenspektroskopie,
dei I Ickiionciibeugung und der
1 Icklioiicnmikioskopic
angewandt, um lesi/ustellen, in welchei 101111 die reagierenden Moleküle au feiner Metalloberfläche
festgehalten (adsorbiert) werden,
welcher Art die Zwischenprodukte sind, an welchen Plätzen (Zentren) auf der Oberfläche sie gebildet werden, und welche Produkte
schließlich entstehen.

iniiV

Modellkatalysatoren
im Labormaßstab
Im Institut werden auch im I aboratoriumsmaßstab Model lkatalysatoren hergestellt, welche sich
besonders gut für die Untersuchung im Elektronenmikroskop
eignen. Sie bestehen aus submikroskopisch kleinen Platinteilchen auf einer ultradünnen

hai"ei

milei
iles

I t a r e i m a l e i ials,

Ssieme

aiuleiem

Solche

katalvsie-

die

Umlage-

knlilensioffgcrÜStes

ill

K o h l e n w a s s e t siol I tnolekiilen.
Durch

derail

lenwassei siol"le
spiel

die

modili/ieile
kann

()klan/ahl

slol ten e r h o h l

/um
i>n

Koh
Bei
hcib-

werilen.

Bis zur Anwendung ist
oft ein weiter Weg
Zwischen Grundlagenforschung
und praktischer Verwertbarkeit
der Ergebnisse muß also nicht unbedingt eine tiefe Lücke klaffen,
wenn auch der Weg vom einen zur
anderen oft weit ist. Gerade die
Fähigkeit, Theorie und Praxis zu
verbinden, wird auch von Absolventen eines Hochschulstudiums
zu Recht verlangt. Eine Ausbildung im breit gefächerten Wissenschaftszweig der Physikalischen Chemie, /u der die Katalyseforschung als kleines Teilgebiet
gehört, bietet hiezu gute Voraussetzungen.

Aufwendige Untersuchungen nötig
Viele der technischen Katalysatoren sind Feststoffe, zum Beispiel
Metalle, Oxide oder Mischungen
derselben in feinster Verteilung.
An ihrer Oberfläche werden die
Moleküle der Ausgangsstoffe einei Reihe von Reaktionsschritten
unterworfen, bis schließlich das
Fiulpiodukl entsteht. Die Auf
klamm1 soldier komplexer Folgen ou Lleinentarreaktionen,
auch Reaktionsmechanismus genanni, ist ein wesentliches Ziel
dei heutigen loischum" 111 dei
Katalyse: l i s t wenn m a n die Wir
kimgsweisc eines K a t a l y s a t o r s genau

verstellt,

kann

man

daian

d e n k e n , ihn zu c i b e s s e r n

mlei

g a r neue, I"m die R e a k t i o n

maß

geschneiilei Ie K a t a l y s a t o r e n

/u

entwickeln.
Am

Insiiiui

C heime

dei

hu

I Musikalische

l " i m c i silal

I uns

bi uck hat die I oiscliung au! dein
Gebiete der heterogenen Katalyse
eine lange Tradition. Mehrere Ar-

beitsgruppen befassen sich mit
verschiedenen Aspekten der Reaktionen an Oberflächen. Die
Aktualität und Originalität der
Arbeiten und die Zahl der wissenschaftlichen Publikationen hat
/u vielen Kontakten mit dem Inund Ausland geführt und dem Institut internationale Anerkennung verschafft.
Es mag zunächst verwundern,
daß heute, 165 Jahre nach Döbereiner, noch sehr wenig über die
Mechanismen in der Katalyse bekannt ist. I s hedarl icdoch litt
solche Untersuchungen einei
Reihe von aulwendigen Appara
Inten und empfindlichen Meli
met hoden, die et st seit den letzten
lahi/ehiiten und Jahren zur VcrI iii"uns" stehen, l in die Katalvsa
lotohci Ilache u n d die A u s g a n g s
s t o l l e I tei o n e i u i i i c i i i n " i i m " c n

dutch

(111 Spuieii

Fremdsloffe

wnksame)

/ u h a l t e n , m u ß die

i.inc der U/tra/i(>chiikiuini-//>/>aralun"/i
netispektromcter.

Meßapparatur auf einen Druck fluchen.

Sict/icut

zur Untersuchung

mil cuiv,chuuicm

l-.lcktro-

von Reaktionen

an (" >/>cr-

(Foto: Institut für Physikalische Chemie)

Innsbrucker Stadtnachrichten — Offizielles Mitteilungsblatt der Landeshauptstadt. Jahrgang 1989, Nr. 3

Seite 17