Quantenchemie für mehr Nachhaltigkeit

10.03.2021

Quantenchemie für mehr Nachhaltigkeit

ADUC-Preis an Assistenz-Professorin Dr. Vera Krewald

Assistenz-Professorin Dr. Vera Krewald leitet die Arbeitsgruppe für theoretische Chemie an der TU Darmstadt. Bild Katrin Binner
Assistenz-Professorin Dr. Vera Krewald leitet die Arbeitsgruppe für theoretische Chemie an der TU Darmstadt. Bild Katrin Binner

Assistenz-Professorin Dr. Vera Krewald, Leiterin der Arbeitsgruppe für Theoretische Chemie an der TU Darmstadt, befasst sich mit Prozessen der Energiewende. Für die Etablierung ihres Forschungsgebietes wird sie nun von der Arbeitsgemeinschaft Deutscher Universitätsprofessoren und -professorinnen für Chemie (ADUC) ausgezeichnet.

Den Laborkittel hat Chemieprofessorin Vera Krewald schon vor über zehn Jahren an den Nagel gehängt. Mit Atomen und Molekülen beschäftigt sich die 33-jährige Leiterin der Arbeitsgruppe für Theoretische Chemie an der TU Darmstadt seitdem ausschließlich am Computer. Ihre Forschung ist der beste Beweis für die gesellschaftliche Relevanz der theoretischen Chemie. „Besonders interessieren mich Anwendungsfälle im Kontext der Energiewende“, sagt Krewald. Werkzeuge der Quantenchemie setzt sie beispielsweise ein, um edelmetallfreie Katalysatoren für Brennstoffzellen besser zu verstehen. Auch mit einem Verfahren, das Luftstickstoff photochemisch spaltet und für die Herstellung von Dünger oder Grundchemikalien verfügbar macht, beschäftigt sie sich. Bislang dient dazu der vor über 100 Jahren entwickelte Haber-Bosch-Prozess, der viel fossile Energie benötigt. „Die Chemieindustrie muss nachhaltiger werden“, betont Krewald.

Wir berechnen Moleküle, auch solche, die es nicht gibt oder die nur sehr kurz existieren“, fasst Krewald ihre Arbeit zusammen. „Wir sehen die Anordnung der Atome, können die molekularen Strukturen verändern und viele unterschiedliche Eigenschaften der Substanzen berechnen.“ In enger Zusammenarbeit mit experimentell arbeitenden Forschenden gleicht Krewald ihre Ergebnisse ab. Meist ist es ein Wechselspiel zwischen Computerkalkulation und Laborexperiment, bis das optimale Molekül für eine bestimmte chemische Reaktion gefunden oder ein Reaktionsmechanismus aufgeklärt ist.

Schon seit Abschluss ihres Chemiestudiums an der Universität Bonn im Jahr 2010 konzentriert sich Krewald auf energierelevante Prozesse. Als Doktorandin und Postdoktorandin am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr, wo sie von 2010 bis 2016 forschte, führte sie Berechnungen zur Wasserspaltung während der Photosynthese durch. Mit den Arbeiten zur Spaltung von Luftstickstoff begann sie als Postdoktorandin an der Universität Wien.

Bevor Krewald im Dezember 2018 im Rahmen des Tenure-Track-Programms des Bundesforschungsministeriums an die TU Darmstadt kam, leitete sie eine Forschungsgruppe an der University of Bath. Die Tenure-Track-Professur ist auf sechs Jahre befristet, wird aber nach erfolgreicher Bewährungsphase in eine Professur auf Lebenszeit umgewandelt.

Für die Etablierung ihres zukunftsträchtigen Forschungsgebietes erhält Vera Krewald einen der mit je 5.000 Euro dotierten ADUC-Preise 2021 – eine Auszeichnung der Arbeitsgemeinschaft Deutscher Universitätsprofessoren und -professorinnen für Chemie (ADUC) in der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh). Der Preis würdigt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die im Rahmen ihrer Leitung einer Nachwuchsgruppe ein eigenständiges Forschungsfeld aufgebaut haben und herausragende Publikationen vorweisen können.

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