
Nominiert 2019
CO2

Dr. rer. nat. Christoph Gürtler, Prof. Dr. rer. nat. Walter Leitner und Dr. rer. nat. Berit Stange haben den Beleg erbracht, dass sich der Einstieg in einen solchen Kreislauf realisieren lässt – und dass die Verwendung des Treibhausgases CO2 marktfähige Lösungen bietet. Dazu entwickelten die Nominierten ein chemisches Verfahren auf Basis maßgeschneiderter Katalysatoren, das das reaktionsträge Kohlendioxid für die Herstellung von Polyolen nutzbar macht – eine Ausgangssubstanz für vielseitig einsetzbare Kunststoffe.

Christoph Gürtler leitet den Bereich Neue Verfahren und Produkte bei der Covestro Deutschland AG in Leverkusen, Walter Leitner ist Lehrstuhlinhaber für Technische Chemie und Petrolchemie an der RWTH Aachen University und ist zugleich Direktor am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr und Berit Stange ist Leiterin Kreislaufwirtschaft Polyurethane der Covestro Deutschland AG.
"Man muss ein gutes, ein richtiges Ziel haben."
Prof. Dr. rer. nat. Walter Leitner
Weitere Details
Lebensläufe
Dr. rer. nat. Christoph Gürtler
- 1987 - 1992
- Studium der Chemie, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn und TU Berlin, Deutschland
- 1993
- Diplom im Fach Chemie, Universität Bonn
- 1993 - 1996
- Promotion in Organischer Chemie, TU Berlin
- 1996 - 1997
- Postdoktorand am Massachusetts Institute of Technology (MIT), Institut für Chemie, Cambridge, USA
- 1997 - 1999
- Laborleitung und Projektmanagement in der Zentralen Forschung, Bayer AG, Leverkusen
- 1999 - 2005
- Labor- und Projektleiter im Geschäftsbereich Lackrohstoffe, Bayer MaterialScience AG, Leverkusen: Herstellung neuer, umweltgerechter Polyurethansysteme für Lacke und Elastomere sowie von Katalysatoren für Polyurethansysteme
- 2006 - 2007
- Strategie- und Stabstätigkeit für den Vorstand für Innovation und Marketing, Bayer MaterialScience AG
- 2007 - 2015
- Abteilungsleiter für die Themen Katalyse und Nachhaltige Chemie in der Verfahrensforschung Polyurethane; Entwicklung von Polymeren, u.a. auf der Basis von CO2 als Rohstoff, Bayer MaterialScience AG
- 2015
- Neuausrichtung des Bereichs „Chemische Katalyse und neue Verfahren“ im Bereich Polyurethan-Innovation, Covestro Deutschland AG, Leverkusen
- Seit 2018
- Leiter „Catalysis and Technology Incubation“: Produkt- und Prozessentwicklung bis zu Scale-up und Markteinführung, Covestro Deutschland AG
Weitere Tätigkeiten und Ehrenämter
- 1999 - 2005
- Zusammenarbeit mit russischen Hochschulen und Forschungseinrichtungen (Russian Academy of Science)
- 2007
- Aufbau des Forschungszentrums CAT Catalytic Center für neue katalytische Prozesse und Chemische Verfahren, gemeinsam mit der RWTH University Aachen
- 2007 - 2015
- Kooperation mit Förderorganisationen (BMBF, EU) und Gremienarbeit (Dechema, Cefic)
- Seit 2012
- "Gastdozent, Vorlesungsreihe „Nachhaltige industrielle Chemie“, RWTH University Aachen "
- Seit 2017
- Initiator und Projektleiter von Carbon4PUR (Projekt zur Nutzung von CO2/CO, gefördert im Rahmen des EU-Programms Horizon 2020)
- Seit 2017
- Mitglied im Vorstand des Verbandes angestellter Akademiker und leitender Angestellter der Chemischen Industrie e.V. (VAA)
- Seit 2018
- Mitglied im Advisory Board des nova-Instituts für politische und ökologische Innovation Fragen der CO2-Nutzung
- Seit 2018
- Mitglied im Advisory Boards der Global CO2 Initiative
- 2019
- Co-Chairman der International Conference for CO2 Utilization, Aachen
Patente, Publikationen und Vorträge
- Autor / Mitautor von mehr als 140 Patenten und Patentanmeldungen, davon 48 zur CO2-Nutzung
- 2007
- Invited Lecture bei der Gordon Research Conference for Coatings in New London, USA
- 2014
- Invited Lecture beim GdCH Interdisziplinären Symposium in Darmstadt
- 2015
- Invited Lecture beim ACS Industrial Chemistry Symposium in Denver, USA
- 2015
- Invited Lecture beim Makromolekularen Kolloquium in Freiburg
- 2016
- Invited Lecture bei der ICCDU in Sheffield, Großbritannien
- 2016
- Invited Lecture bei der Gordon Research Conference for Green Chemistry in Snowflake, USA
- 2018
- Invited Lecture bei der ProcessNET in Aachen
- 2018
- Invited Lecture bei der ICCDU in Rio de Janeiro, Brasilien
- 2018
- Invited Lecture bei der National Science Foundation in Washington, D.C., USA
- 2018
- Invited Lecture bei der European Petrochemical Association in Wien, Österreich
- Beteiligt an zahlreichen Studien und Papieren der EU, u.a. CO2-Nutzungsstudie der acatech
Ehrungen und Auszeichnungen
- 2014
- Preisträger der Otto-Bayer-Medaille der Bayer AG
Prof. Dr. rer. nat. Walter Leitner
- 1.2.1963
- Geboren in Pfarrkirchen, Deutschland
- 1982 - 1987
- Studium der Chemie, Universität Regensburg (Dipl.-Chem. Univ.)
- 1987 - 1989
- Promotion (Dr. rer. nat.) an der Universität Regensburg (Prof. Dr. H. Brunner)
- 1990
- Postdoktorand am Dyson Perrins Laboratory for Organic Chemistry, University of Oxford, UK (Prof. Dr. J. M. Brown)
- 1991 - 1992
- Liebig-Stipendiat des Fonds der Chemischen Industrie am Institut für Anorganische Chemie der Universität Regensburg
- 1992 - 1995
- Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Max-Planck-Arbeitsgruppe „CO2-Chemie“ (Direktor: Prof. Dr. E. Dinjus) an der Friedrich-Schiller-Universität Jena
- 1995
- Habilitation (Dr. rer. nat. habil.) im Fach Anorganische Chemie und Ernennung zum Privatdozenten an der Friedrich-Schiller-Universität Jena
- 1995 - 1998
- Gruppenleiter in der Abteilung “Organische Synthese” (Direktor: Prof. Dr. M. T. Reetz) am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr
- 1998 - 2002
- Leiter des Technikums am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr
- Seit 2002
- Lehrstuhlinhaber für Technische Chemie und Petrolchemie, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, RWTH Aachen University
- 2002 - 2017
- Externes Wissenschaftliches Mitglied, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr
- Seit 2007
- Akademischer Direktor des CAT Catalytic Centers in Aachen, einem gemeinsamen Forschungszentrum von RWTH Aachen und Covestro Deutschland AG
- Seit 2017
- Direktor “Molekulare Katalyse” am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (MPI CEC), Mülheim an der Ruhr
Weitere Tätigkeiten und Ehrenämter
- Seit 2014
- Mitglied im Wissenschaftlichen Beirat des Programms „Erneuerbare Energien“ des Karlsruhe Institute of Technology, KIT
- Seit 2015
- Mitglied im Wissenschaftlichen Beirat der Deutschen Wissenschaftlichen Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle, DGMK
- Seit 2016
- Sprecher der Koordinationsgruppe des Kopernikus-Projekts “P2X: Erforschung, Validierung und Implementierung von ‚Power-to-X‘-Konzepten”
- Seit 2018
- Mitglied im Kuratorium der Zeitschrift “Angewandte Chemie”
- Seit 2018
- Mitglied des Vorstands der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V.
- Seit 2019
- Co-Sprecher des Exzellenzclusters “The Fuel Science Center”, RWTH University Aachen/MPI CEC
- 2019
- Chairman der 14. Internationalen Konferenz “EuropaCat”, Aachen
- 2019
- Chairman der “International Conference on Carbon Dioxide Utilization, ICCDU XVII”, Aachen
- 2019/2020
- Chairman der Gordon Research Conference “Green Chemistry”, Castelldefels, Spanien
Publikationen und Patente
- Mehr als 300 Beiträge in wissenschaftlichen Zeitschriften und Büchern mit über 13.000 Zitationen und einem h-index von 61 (web of science; Juni 2019)
Mitherausgeber der Bücher Chemical Synthesis Using Supercritical Fluids (Wiley/VCH1999), Multiphase Homogeneous Catalysis (Wiley/VCH 2005) und Handbook of Green Chemistry, Vol 4-6: Green Solvents (Wiley/VCH, 2010)
Mehr als 60 Patente und Patentanmeldungen
Mehr als 100 Gastvorträge auf internationalen Tagungen und an Forschungseinrichtungen
Ehrungen und Auszeichnungen
- 1997
- Gerhard-Hess-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
- 1998
- Bennigsen-Foerder-Preis des Landes Nordrhein-Westfalen
- 1998
- Carl-Zerbe-Award der Deutschen Wissenschaftlichen Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle (DMGK)
- 2000
- 2nd International Messer Innovation-Award
- 2001
- Otto-Roelen-Medaille der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V.
- 2003
- Griess Lectureship der Royal Society of Chemistry (RSC)
- 2005
- Gastprofessur an der Universitè de Bourgogne, Dijon, Frankreich
- 2008
- CATSA Eminent Visitor Award der South African Catalysis Society
- 2009
- Wöhler-Preis für Nachhaltige Chemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh)
- 2010
- Fellow of the Royal Society of Chemistry (FRSC)
- 2011
- Honorary Member der Chemical Society of Ethiopia
- 2013
- Visiting Lecturer for Promotion of Chemistry, National Science Foundation, Taiwan
- 2014
- European Sustainable Chemistry Award der European Science Association of Chemical and Molecular Sciences (EuCheMS), gemeinsam mit Prof. Jürgen Klankermayer (RWTH University Aachen)
- 2015
- Nankai University Lectureship in Organic Chemistry, Nankai University, China
- 2015
- Molecular Science Forum Lecture of Chinese Academy of Sciences and Chinese Chemical Society
- 2018
- Casey Lecture of the University of Wisconsin, Madison, USA
- 2018
- Evonik Lecture, Biennial Meeting of the Chinese Chemical Society, Hangzhou, China
Dr. rer. nat. Berit Stange
- 19.05.1976
- Geboren in Schwäbisch-Hall, Deutschland
- 1996 - 2002
- Studium und Diplom im Fach Chemie, Institut für Physikalische, Nukleare und Makromolekulare Chemie, Philipps-Universität Marburg
- 2002 - 2005
- Promotion, Institut für Physikalische, Nukleare und Makromolekulare Chemie, Philipps-Universität Marburg
- 2005 - 2009
- Laborleiterin, Geschäftseinheit Polycarbonates, Bayer MaterialScience AG, Leverkusen
- 2009 - 2012
- Technische Marktsegmententwicklung „Elektrizitäts-management und Illumination“, Geschäftseinheit Polycarbonates, Bayer MaterialScience AG
- 2012 - 2014
- Großkundenbetreuerin, Geschäftseinheit Polycarbonates, Bayer MaterialScience AG
- 2014 - 2015
- Assistentin des Leiters der Geschäftseinheit Polyurethanes, Bayer MaterialScience AG
- 2015 - 2016
- Assistentin des Vorstands-Mitglieds für Innovation sowie Leiters der Geschäftseinheit Polyurethanes, Covestro AG, Leverkusen
- 2016 - 2018
- Projektmanagerin cardyon®, Geschäftseinheit Polyurethanes, Covestro Deutschland AG
- Seit 2018
- Leiterin Kreislaufwirtschaft, Geschäftseinheit Polyurethanes, Covestro Deutschland AG
Weitere Tätigkeiten
- 2002 - 2005
- Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Physikalische, Nukleare und Makromolekulare Chemie, Philipps-Universität Marburg
- 2005 - 2009
- Erforschung und Entwicklung neuer Flammschutzsysteme für Polycarbonat in verschiedenen Anwendungen, Bayer MaterialScience AG
- 2009 - 2012
- Entwicklung und Implementierung einer Marktsegment-Strategie für Europa, Bayer MaterialScience AG
- 2012 - 2014
- Entwicklung und Implementierung der Kundenstrategie für Medizinkunden, Bayer MaterialScience AG
- 2017 - 2018
- Global verantwortlich für die Markteinführung einer neuen CO2-Technologie und dem Produkt cardyon®, Covestro Deutschland AG
Publikationen und Patente
- Mehr als 20 Patente und Patentanmeldungen
Kontakt
Koordination und Pressekontakt
Dr. Grzegorz Darlinski
Alliance Management
Covestro Deutschland AG
51365 Leverkusen
Tel.: +49 (0) 214 / 60 09 75 68
Mobil: +49 (0) 174 / 16 25 184
E-Mail: grzegorz.darlinski@covestro.com
Sprecher
Dr. Christoph Gürtler
Covestro Deutschland AG
51365 Leverkusen
Tel.: +49 (0) 214 / 60 09 21 77
E-Mail: christoph.guertler@covestro.com
Beschreibung der Institute und Unternehmen zu ihren nominierten Projekten
Die moderne Gesellschaft setzt riesige Mengen an Kohlendioxid (CO2) frei, das sich in der Atmosphäre ansammelt. Dabei trägt das Treibhausgas etwas Nützliches in sich: Kohlenstoff, einen zentralen Baustein für Produkte der chemischen Industrie. Dank eines neuen Verfahrens lässt sich CO2 jetzt als Rohstoff für hochwertige Kunststoffe einsetzen und kann Erdöl teilweise ersetzen. Ein Beitrag zur Ressourcenschonung und Förderung der Kreislaufwirtschaft, zu verdanken dem Know-how, der Beharrlichkeit und dem Einfallsreichtum von Experten der RWTH Aachen University, des Max-Planck-Instituts für chemische Energiekonversion und des Werkstoffherstellers Covestro.
Zusammenfassung
Industriell nutzbare CO2-basierte Polyole sind das Resultat der anwendungsorientierten Grundlagenforschung im Rahmen des CAT Catalytic Centers, einer von Covestro und der RWTH Aachen University gemeinsam betriebenen wissenschaftlichen Einrichtung, und der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten bei Covestro. Aus Polyolen werden beispielsweise Matratzen und Dämmmaterialien oder andere Produkte des täglichen Lebens gefertigt. Die Verwendung von CO2 als Rohstoff verbessert dabei die Umwelt- und Klimabilanz des Produktionsverfahrens für Polyole.
Das Team
Nominiert für den Deutschen Zukunftspreis sind Prof. Dr. Walter Leitner, Lehrstuhlinhaber für Technische Chemie und Petrolchemie an der RWTH Aachen University sowie Direktor am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr, Dr. Christoph Gürtler, Leiter des Bereichs Neue Verfahren und Produkte bei Covestro, sowie Dr. Berit Stange, Leiterin Kreislaufwirtschaft Polyurethane, ebenfalls Covestro.
Die Idee
Es ist ein naheliegender Gedanke: Die Menschheit produziert Unmengen an Kohlendioxid, das als klimaschädliches Treibhausgas wirkt. Warum sollte man nicht versuchen, es zumindest teilweise zu nutzen – beispielsweise als Rohstoff für die chemische Industrie? So ließe sich deren Abhängigkeit von fossilen Ressourcen wie Erdöl verringern. Gleichzeitig könnte man so einen Schritt auf dem Weg hin zu geschlossenen Kohlenstoffkreisläufen in der Chemieproduktion machen.
Die Herausforderung
Die Idee wurde schon in den späten 60er Jahren formuliert, doch der Verwirklichung stand eine erhebliche Hürde entgegen: der hohe Energieaufwand, der nötig ist, um das reaktionsträge CO2 zu aktivieren – und den ökonomischen und ökologischen Nutzen untergräbt.
Die Lösung
Die Nominierten haben sich der Aufgabe dennoch angenommen. Mit Erfolg: Sie haben entscheidenden Anteil an der Entwicklung und industriellen Umsetzung eines neuen katalytischen Verfahrens, mit dem Kohlendioxid kontrolliert und wohldosiert in Kunststoffe mit vielfältigen Anwendungen eingebaut wird.
Das neue Produkt lässt sich in bestehende Produktionsverfahren der industriellen Wertschöpfungskette integrieren. Bereits nach kurzer Zeit nahm es daher den Schritt vom Labor in die industrielle Nutzung, womit es sich als echte Innovation erwiesen hat. Seit 2016 stellt Covestro in einer neuen Anlage in Dormagen im industriellen Maßstab eine zentrale Komponente von Polyurethanen her. Gleichzeitig wird das Verfahren für die großindustrielle Fertigung evaluiert.
Das Produkt
Mit CO2 werden sogenannte Polyole hergestellt, die unter dem Markennamen cardyon® vertrieben werden. Bis zu 20 Prozent des herkömmlichen Rohstoffs Propylenoxid, das aus Erdöl gewonnen wird, können dabei ersetzt werden. Erste Endprodukte sind ebenfalls schon erhältlich. Die Firma Recticel bietet als Vorreiter Schaumstoffe für Matratzen an, die cardyon® enthalten. Und das Unternehmen Polytan verwendet Bindemittel mit CO2-basierten Polyolen in der elastischen Schicht von Sportbodensystemen.
Der Nutzen
Durch die Verwendung des Abfallprodukts CO2 als Wertstoff werden fossile Kohlenstoffquellen geschont. Gleichzeitig verringert die Technik den Gesamtenergiebedarf über die Wertschöpfungskette der Polyole, was nicht nur die CO2-Emissionen der chemischen Industrie an dieser Stelle reduziert, sondern auch marktfähige Lösungen ermöglicht. Das fest eingebaute CO2 kann zudem die Materialeigenschaften in vielen Anwendungen unterstützen. So macht das neue Verfahren die Produktion nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch betriebswirtschaftlich attraktiv.
Die Perspektive
Die aktuellen Anwendungsbeispiele verdeutlichen das Potenzial der Innovation in einem Markt mit einem jährlichen Produktvolumen von mehreren Millionen Tonnen. So ist das neue Verfahren als Plattformtechnologie auch in der Lage, Vorprodukte für elastische Textilfasern mit CO2 bereitzustellen, die sich derzeit noch im Teststadium befinden. Aber auch grenzflächenaktive Substanzen, wie sie zum Beispiel in Waschmittel eingesetzt werden, können mit CO2 als Rohstoff produziert werden.
Das Projekt hat ferner eine Signalwirkung über die konkrete Anwendung hinaus. Wie sich CO2 nach dem Vorbild der CO2-basierten Polyole künftig in weitere Produktionsprozesse, die bislang ausschließlich fossile Rohstoffe verwenden, einspeisen lässt, ist Forschungsgegenstand an der RWTH Aachen, am Max-Planck-Institut für chemische Energiekonversion und bei der Covestro AG. Auf diese Weise werden selbst komplexe Herausforderungen der Gegenwart wie der Klimawandel, der die zunehmende Abkehr von fossilen Rohstoffen erfordert, in enger Kooperation zwischen Wissenschaft und Industrie erfolgreich angegangen. Projekte wie diese helfen nicht zuletzt bei der Sicherung des Standorts Deutschland und tragen gleichzeitig der ökologischen und sozialen Verantwortung der Industrie Rechnung.
Covestro Deutschland AG
Covestro zählt zu den weltweit führenden Herstellern von hochwertigen chemiebasierten Werkstoffen. Die Produkte und Anwendungslösungen des Unternehmens sind Grundlage für wichtige Industriezweige und finden sich in vielen Bereichen des modernen Lebens. Im Fokus stehen innovative, nachhaltige Lösungen für die großen Herausforderungen unserer Zeit – etwa den Klimawandel, die Verknappung von Ressourcen, zunehmende Mobilität und Urbanisierung. Covestro beschäftigt global rund 16.800 Mitarbeiter und erzielte 2018 einen Umsatz von 14,6 Milliarden Euro.
RWTH Aachen University
Mit ihren 260 Instituten in neun Fakultäten gehört die RWTH Aachen University als Exzellenzuniversität zu den führenden europäischen Wissenschaftseinrichtungen. Im Wintersemester 2018/2019 waren mehr als 45.000 Studierende eingeschrieben, davon knapp ein Viertel internationale Studierende aus mehr als 125 Ländern. Forschende mit Expertisen in der Grundlagenforschung und in hochspezialisierten Anwendungen arbeiten in interdisziplinären Profilbereichen zusammen, um zukunftsfähige Lösungen zu entwickeln und Ideen in Innovationen umzusetzen. Das Finanzvolumen der RWTH beträgt fast eine Milliarde Euro, davon sind über 385 Millionen Euro Drittmittel.
MPI für chemische Energiekonversion
Die Forschung am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) in Mülheim an der Ruhr zielt darauf ab, die grundlegenden chemischen Prozesse zu verstehen, die bei der Umwandlung (Konversion) von elektrischer in chemische Energie, bei der Speicherung von Energie und bei der chemischen Wertschöpfung auf Basis von CO2 eine Schlüsselrolle spielen. Für die globale Energiewende und die Substitution von endlichen, fossilen Rohstoffen durch erneuerbare Ressourcen ist es wesentlich, Energiegewinnung und Chemieproduktion nachhaltig, umweltfreundlich und kostengünstig zu verzahnen. Dafür schaffen die rund 280 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am MPI CEC, darunter Nachwuchswissenschaftler aus über 30 Nationen, technische Optionen, die den politischen und gesellschaftlichen Handlungsspielraum erweitern.
Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.
Das Projekt „CO2 – ein Rohstoff für nachhaltige Kunststoffe“ wurde von acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V., der HRK Hochschulrektorenkonferenz und der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V eingereicht.
Präsentation des Projektes Abendveranstaltung, 12. September 2019
