Future Insight Prize 2022 – Thema Energie Wie CO2 wieder zum Star wird: 1 Million Euro für Katalyseforschung

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Kohlenstoffdioxid hat als Treibhausgas einen schlechten Ruf bekommen. Durch die Forschung von Prof. Tobias Erb könnte es wieder an Ansehen gewinnen: Er und sein Team entwickeln Methoden, um das Gas zu binden und in wertvolle chemische Bausteine umzuwandeln. Für seine Arbeit zu Biokatalysatoren wurde Erb nun mit dem diesjährigen Future Insight Prize von Merck ausgezeichnet.

Darmstadt – Auf der Wissenschaftskonferenz „Curious 2022 – Future Insight“ in Darmstadt hat das Chemie- und Pharmaunternehmen Merck den Gewinner des Future Insight Prize 2022 bekannt gegeben. Die mit 1 Mio. € dotierte Auszeichnung zum diesjährigen Thema Energie erhielt Prof. Tobias Erb, Direktor des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie. Seine Forschungsgruppe widmet sich im Bereich der synthetischen Biologie der Entdeckung und dem Design von Biokatalysatoren, mit denen eine effizientere Bindung des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid (CO₂) erreicht werden kann. Diese synthetischen, in der Natur so nicht vorkommenden Lösungen ermöglichen die Umwandlung von CO₂ in wertvolle chemische Produkte, die wiederum als Ausgangsmaterial z. B. für Kraftstoffe verwendet werden können.

„Tobias Erb hat das Design der Photosynthese so verändert, dass eine effizientere Bindung von Kohlenstoffdioxid und die direkte Umwandlung in nützliche Produkte ermöglicht wird. Wir hoffen, dass diese Auszeichnung die Kommerzialisierung und Anwendung seiner Entdeckungen weiter beschleunigen wird“, sagte Belén Garijo, Vorsitzende der Geschäftsleitung von Merck.

Katalysator für Klimaschutz

Vom Treibhausgas zum Wertstoff: CO2-Umwandlung

Wie CO₂ zur wertvollen Ressource wird

Bei der Preisübergabe gab Erb einen kurzen Überblick über seine Arbeit: „Unser Labor forscht an der Schnittstelle zwischen Biologie und Chemie mit besonderem Schwerpunkt auf der Entdeckung, Funktionsweise und dem Design neuartiger Kohlenstoffdioxid-umwandelnder Enzyme und deren Einsatz für die künstliche Photosynthese. Unser Ziel ist es, auf diese Weise neuartige Lösungen für eine effizientere Kohlenstoffbindung in der Biotechnologie, Landwirtschaft und synthetischen Chemie bereitzustellen.“

Mit seinem Projekt zur Kohlenstoffdioxidfixierung und Entwicklung neuer Lösungen hat Erb bereits viele Fortschritte erzielt. In Zusammenarbeit mit seinem Team entdeckte er eine neue Klasse von CO₂-bindenden Enzymen: Enoyl-CoA-Carboxylasen/Reduktasen (ECRs). Sie sind die effizientesten Biokatalysatoren zur Umwandlung von CO₂, die bisher beschrieben wurden. Seine Forschungsgruppe erbrachte außerdem den Nachweis der direkten Umwandlung von CO₂ in Pentadecan, einen Hauptbestandteil von Dieselkraftstoff, sowie in ein Polyketid, das ein Vorläufer eines Antibiotikums ist. Mit ihrem so genannten retro-synthetischen Ansatz zu Stoffwechselnetzen haben die Forscher um Erb künstliche CO₂- Fixierungswege entworfen und realisiert, die effizienter sind als die natürliche Photosynthese. Die Gruppe konzentriert sich derzeit darauf, wie diese synthetischen Stoffwechselwege in natürlichen Zellen implementiert werden können. Gleichzeitig treibt das Team aber auch den Aufbau künstlicher Systeme voran, die eine effizientere lichtbasierte Bindung von CO₂ ermöglichen als die evolutionär entstandenen.

Weitere Infos zur Arbeit von Erb und dessen Team ist auf der Seite von Merck zu finden unter dem Titel: Energie aus der Luft: der CO2-Umwandler

Kohlenstoffdioxid als globale Herausforderung

Der diesjährige Future Insight Prize steht im Kontext steigender Kohlenstoffdioxidkonzentrationen in der Atmosphäre. Atmosphärisches Kohlenstoffdioxid ist die wichtigste Kohlenstoffquelle für das Leben auf der Erde. In der vorindustriellen Ära wurde seine Konzentration u. a. durch photosynthesefähige Organismen reguliert. Der Mensch hat mit seinen Aktivitäten zu einem Anstieg der Kohlenstoffdioxidkonzentration in der Atmosphäre beigetragen. Gegenwärtig verbleibt etwa die Hälfte des durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzten Kohlenstoffdioxids in der Atmosphäre und wird nicht von den Pflanzen und Ozeanen absorbiert. Der Anstieg der atmosphärischen Konzentrationen von Kohlenstoffdioxid und anderen langlebigen Treibhausgasen hat deren Absorption und Emission von Infrarotstrahlung verstärkt und dadurch seit Mitte des 20. Jahrhunderts zu steigenden globalen Durchschnittstemperaturen geführt.

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