Heinz Maier-Leibnitz-Preis für FLAME-Professorin Ulrike Kramm

Erfolge in der Energietechnologie-Forschung

03.03.2020

FLAME-Professorin Ulrike Kramm. Bild: Gregor Rynkowski

Zwei der diesjährigen Heinz Maier-Leibnitz-Preise der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gehen an die TU Darmstadt – an die Juniorprofessorin Ulrike Kramm (40) und an den Assistenzprofessor Michael Saliba (36). Die Preise sind mit je 20.000 Euro dotiert. Kramm, seit März 2015 Juniorprofessorin an der TU Darmstadt, entwickelt edelmetallfreie Katalysatoren für Energieanwendungen, wie etwa die Brennstoffzelle. Die Katalysatoren sind preisgünstig in der Herstellung, da sie auf teure und schlecht verfügbare Edelmetalle verzichten.

„Ich freue mich über die Würdigung zweier beeindruckender Persönlichkeiten, die wichtige Herausforderungen für die Gesellschaft und künftige Lösungen für nachhaltiges Wirtschaften im Blick haben“, sagte TU-Präsidentin Professorin Tanja Brühl. „Die TU Darmstadt ist stolz darauf, dass sie den bedeutendsten Preis zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in Deutschland in diesem Jahr gleich zweimal erhält“, betonte die TU-Vizepäsidentin für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs, Professorin Barbara Albert.

Kramms Forschung

Niedertemperatur-Brennstoffzellen sind für einen CO2-freien Transportsektor essenziell. Ein Problem, das die breite Kommerzialisierung verhindert, ist der Preis des Platins, welches in der Brennstoffzelle als Katalysator zum Einsatz kommt. Ulrike Kramm, Juniorprofessorin in den Fachbereichen Material- und Geowissenschaften sowie Chemie der TU Darmstadt, arbeitet daran, möglichst ganz auf teure und knappe Edelmetalle zu verzichten.

Auf der Suche nach einem Ersatz für die Edelmetalle orientiert sich Kramm an einem Vorbild aus der Natur: dem Blutfarbstoff Hämoglobin. In seinem Zentrum sitzt ein Eisenatom, umgeben von vier Stickstoffatomen. Anders als beim Hämoglobin, bei dem die Eisen-Stickstoff-Einheit als molekulares Zentrum in ein organisches Molekül eingebunden ist, sind die von Kramm entwickelten molekularen Zentren in reinen Kohlenstoff in Form von Graphen integriert. Je nach zu katalysierender Reaktion, kann das Eisenatom auch durch andere Übergangsmetalle wie Kobalt, Kupfer oder Mangan ausgetauscht werden. Der Bedarf an Metall für die Katalyse wird durch die Einbindung der Metalle in das molekulare Zentrum stark reduziert. Mit ihrem Team an der TU Darmstadt arbeitet Kramm an drei Schwerpunkten: Herstellung und Stabilisierung edelmetallfreier Katalysatoren, Aufklärung der Struktur sowie der Katalysemechanismen und Übertragung der Konzepte auf andere Reaktionen. „In der Forschung ist es oft so, dass man zwar ein Problem löst, sich dabei aber viele neue Fragen stellen“, sagt Kramm, die immer versucht, das große Ganze im Blick zu behalten.

Bereits mehrfach ausgezeichnet

Ulrike Kramm hat bereits mehrere Auszeichnungen erhalten: 2018 erhielt sie den mit 50.000 Euro dotierten Preis der Hans-Messer-Stiftung, den höchstdotierten Preis der TU Darmstadt für hervorragende Leistungen des wissenschaftlichen Nachwuchses. Im vorigen Jahr wurde ihr der Curious Mind Award Energie und Mobilität vom Manager Magazin und dem Unternehmen Merck KGaA zuerkannt. Kürzlich wurde zudem eine Abschlussarbeit der Arbeitsgruppe von Kramm ausgezeichnet: Carolin Prössl erhielt auf der Darmstädter Energiekonferenz für ihre Masterarbeit „Stabilization of Fe-N-C catalysts for the Application in Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEM-FC)“ den Sonderpreis des House of Energy.

Kurzbiografie Kramm

Kramm studierte an der Fachhochschule Zwickau Physikalische Technik mit dem Schwerpunkt Umwelttechnik und beschäftigte sich anschließend in einer Kooperation zwischen dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und Toyota mit der Optimierung neuer Brennstoffzellen-Katalysatoren. In ihrer Doktorarbeit am HZB, die sie im Jahr 2009 abschloss, untersuchte Kramm die Struktur der edelmetallfreien Katalysatoren. Während ihrer Postdoc-Aufenthalte am kanadischen Forschungsinstitut INRS-EMT in Varennes, am HZB und an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg verfolgte sie die Strukturaufklärung weiter und entwickelte zudem ein Reinigungsverfahren, das die Katalysatorleistung steigert.

feu/cst/jb