Mit Sonnenenergie Kohlendioxid in nutzbare Verbindungen umzuwandeln und gleichzeitig Wasserstoff zu gewinnen, das ist das ambitionierte Forschungsziel von Andrea Pannwitz. Sie ist neue Juniorprofessorin für Anorganische Chemie an der Universit?t Jena und wird von der Carl-Zeiss-Stiftung gef?rdert.

Solare Brennstoffe aus Kohlendioxid

?Idealerweise würde beides gleichzeitig ablaufen“, erkl?rt die Chemikerin. ?Das hei?t, wenn wir das Kohlendioxid umwandeln, entsteht dabei sogenanntes Synthesegas. Dieses Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid ist ein wertvoller industrieller Ausgangsstoff, um daraus neue Kohlenwasserstoffe herzustellen.“ Diese k?nnen im einfachsten Fall als Kraft?stoff verwendet werden. ?Das w?ren dann sogenannte Solarfuels, also Treibstoffe aus Sonnenergie. Es sind aber auch wertvolle Grundchemikalien denkbar, etwa um daraus pharmakologische Wirkstoffe herzustellen“, erg?nzt Pannwitz.

So vielversprechend die m?glichen Anwendungen sind, so wichtig ist es, diesen Umwand?lungsprozess m?glichst genau zu verstehen. ?Wir betreiben die Grundlagenforschung dafür“, ordnet die Wissenschaftlerin ein. ?Lichtenergie chemisch nutzbar zu machen, ist hochkom?plex: Es braucht geeignete Farbstoffe, die das Licht absorbieren und es braucht einen Katalysator, der die gewünschte Reaktion effizient betreibt. Beides muss aufeinander abgestimmt sein. Und das ganze System muss stabil gegenüber Wasser sein.“

Künstliche Chloroplasten

Daher arbeiten sie und ihr Team mit von der Natur inspirierten Nano-Membranen. Pannwitz erkl?rt: ?Pflanzen haben in ihren Zellen Chloroplasten, in denen die Photosynthese abl?uft. Diese Chloroplasten bestehen aus Doppel-Lipid-Schichten, in denen die aktiven Chlorophyll-Einheiten eingebettet sind, die letztendlich die chemische Reaktion betreiben. Entsprechend nutzen wir in unserer Forschung von der Natur abgeleitete Lipid-Membranen. In diese betten wir die katalytisch aktiven Einheiten ein und untersuchen auch, wie diese lokale chemische Umgebung die Effizienz der Katalyse beeinflusst.“

Für die Arbeit findet sie in Jena ein ideales Umfeld vor: ?Dieser Ort hat eine gro?e St?rke in Verbundprojekten, wie etwa dem Sonderforschungsbereich CataLight, an dem mein Team beteiligt ist“, urteilt Pannwitz. ?Zukünftig m?chte ich mich auch in weitere Verbundprojekte einbringen, die ebenfalls mit Licht zu tun haben. Und das passt in der Lichtstadt Jena perfekt.“

Den Forschungsalltag schon im Studium zeigen

In der Lehre legt Andrea Pannwitz gro?en Wert darauf, Studierende konkret an aktuelle Themen der Forschung heranzuführen. ?Mir ist wichtig, dass die Studierenden im Master- oder schon im fortgeschrittenen Bachelorstudium die Forschung verstehen, auch anhand des Wissens aus Vorlesungen und Seminaren.“ Für Pannwitz bedeutet das, beispielsweise Seminare besonders interaktiv anzulegen und Formate einzuführen, die zum Forschungs?alltag geh?ren. ?Das kann eine Poster-Pr?sentation sein oder ein Vortrag, wie man sie von Konferenzen kennt“, sagt sie. ?Auch eine kleine Publikation mit einem internen Begutach?tungsprozess bringt Elemente aus der aktiven Forschung hautnah ins Studium.“

Nach ihrem Chemiestudium in G?ttingen wurde Andrea Pannwitz 2017 an der Universit?t Basel in der Schweiz promoviert und forschte anschlie?end an der Universit?t Leiden in den Niederlanden. Von 2020 bis 2024 war sie Juniorprofessorin und Nachwuchsgruppenleiterin an der Universit?t Ulm. In Jena l?uft ihre Juniorprofessur nach dem sogenannten Tenure-Track-Verfahren und kann perspektivisch 2026 in eine volle Professur umgewandelt werden. ?Natürlich m?chte ich gerne in Jena bleiben, auch weil ich die Stadt noch gut kenne“, betont sie schmunzelnd. ?Ich bin hier zur Schule gegangen, und zwar auf das Carl-Zeiss-Gymna?sium.“ Dass ihre Juniorprofessur nun ausgerechnet durch die Carl-Zeiss-Stiftung gef?rdert wird, sieht die Jenenserin als gutes Omen.