Team des Max-Planck-Instituts in Magdeburg erhält Hugo-Junkers-Preis für Forschung und Innovation

Die Preisträgerinnen und Preisträger Prof. Dr.-Ing. Kai Sundmacher, Prof. Dr.-Ing. Ronny Tobias Zimmermann, Luisa Peterson und Alexander Geschke erhielten die Auszeichnung aus den Händen des Wissenschaftsministers des Landes Sachsen-Anhalt Prof. Dr. Armin Willingmann für ihr Projekt „CoSeCats – ein skalierbares, lastflexibles Katalysator-Reaktor-System für die chemische Speicherung von erneuerbarer Energie.“

© IMG Sachsen-Anhalt /Unrau Fotografie

Das entwickelte Katalysator-Reaktor-System ermöglicht es, Überschüsse aus erneuerbaren Energien wie Sonne oder Wind effizient zu nutzen, um daraus Energiespeicher-Moleküle in chemischen Prozessen zu erzeugen. Der Lösungsansatz ist sehr innovativ und besitzt hohes Anwendungspotenzial. Mit Hilfe von speziellen Katalysatorpellets können flexible, sichere und kostengünstige Prozesse entwickelt werden, die eine großtechnische Produktion chemischer Energieträger - wie zum Beispiel Methan - ermöglichen.

Die Katalysatorpellets verhindern durch ihren mehrschichtigen Aufbau unerwünscht hohe Temperaturanstiege. Diese können sich bei dynamischen Lastschwankungen infolge stark schwankender Verfügbarkeit der erneuerbaren Energien in den Prozessen einstellen.

Grundlagenforschung liefert entscheidende Schlüsselinnovationen für das Gelingen der Energiewende

Das Projekt CoSeCats ist eine technologische Erfolgsgeschichte, die zeigt, dass Grundlagenforschung für das Gelingen der Energiewende entscheidende Schlüssel-innovationen liefern kann, wenn man den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ausreichend Zeit und kreative Spielräume gibt, um unkonventionelle Ideen zu verfolgen.

CoSeCats wurde über acht Jahre hinweg in der Abteilung Prozesstechnik, geleitet von Prof. Dr.-Ing. Kai Sundmacher, am Magdeburger Max-Planck-Institut in interdisziplinärer Weise entwickelt – von der Herstellung erster Katalysatormuster über deren Bewertung im Labormaßstab bis hin zur erfolgreichen Demonstration an einer industrienahen Pilotanlage. 

Unser Katalysator-Reaktor-System ist das Ergebnis aus zahlreichen Computer-Simulationen, bei denen wir das Design der Katalysatorpellets systematisch verändert haben. Dabei haben wir herausgefunden, dass nur die Kern-Schale-Pellets einen wirklich sicheren Prozessbetrieb bei stark schwankender Zufuhr von erneuerbaren Energien ermöglichen, ohne dass der Prozess thermisch aus dem Ruder läuft“, so Kai Sundmacher. Und Ronny Zimmermann ergänzt: „Wir freuen uns sehr über den Hugo-Junkers-Preis. Er ist für uns Ansporn, den eingeschlagenen Weg weiterzugehen und das CoSeCats-Konzept für weitere Anwendungen auszurollen, um einen wirksamen Beitrag zur Anpassung an den Klimawandel zu leisten.“

Über die Teammitglieder des Max-Planck-Instituts Magdeburg

Prof. Dr.-Ing. Ronny Tobias Zimmermann studierte Chemie- und Bioingenieurwesen (M.Sc.) an der FAU Erlangen-Nürnberg und erhielt dort seinen Master-Abschluss im Jahr 2018. Anschließend arbeitete er als Doktorand in der Abteilung Prozesstechnik des Max-Planck-Instituts in Magdeburg und erforschte die Auswirkungen des Designs von Katalysatorpellets auf den Betrieb von Festbettreaktoren in Power-to-Gas-Anwendungen. Im November 2024 wurde er mit dem Promotionspreis der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und im Juni 2025 mit der Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft ausgezeichnet. Seitdem arbeitet Herr Zimmermann als Teamleiter in der Abteilung von Prof. Sundmacher. Zudem ist er seit dem 1. März 2026 Professor für Prozessauslegung und -simulation an der Technischen Hochschule Würzburg-Schweinfurt.

Luisa Peterson hat im Juni 2021 ihren Master-Abschluss in Biosystemtechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg erlangt. Im Jahr 2019 studierte sie als Austauschstudentin Chemical Engineering an der Purdue University in den USA. Sie absolvierte Praktika bei den Unternehmen geneXplain und MerckKGaA. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen auf Verfahrenstechnik, Reaktionstechnik und Maschinellem Lernen. In ihrer Promotion am Max-Planck-Institut arbeitet sie an der Modellierung und Simulation von Power-to-Gas-Prozessen. Frau Petersons Hauptinteresse gilt dabei der Entwicklung prädiktiver, echtzeitfähiger Modelle.

Alexander Geschke erlangte im April 2021 seinen Master-Abschluss in Verfahrenstechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Zu seinen Schwerpunkten und Kenntnissen zählen Programmierung, Maschinelles Lernen, Modellierung und Simulation, Prozessoptimierung und -automatisierung. Im Rahmen seiner Promotion betreut er die Pilotanlage zur Kohlenstoffdioxid-Methanisierung im Technikum des Max-Planck-Instituts. Herr Geschke trug dazu bei, die Funktionstüchtigkeit der Kern-Schale-Katalysatorpellets unter industrienahen Betriebsbedingungen nachzuweisen.

Prof. Dr.-Ing. Kai Sundmacher studierte Maschinenbau an der Leibniz-Universität Hannover und Verfahrenstechnik an der TU Clausthal. Am Institut für Chemische Verfahrenstechnik der TU Clausthal wurde er im Jahr 1995 promoviert. Nach einem Forschungsaufenthalt an der University of Newcastle, Großbritannien, habilitierte er sich und folgte im Jahr 1999 dem Ruf der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg auf den Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik. Im Jahr 2001 wurde er zum Direktor und Wissenschaftlichen Mitglied des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg berufen. In seinen aktuellen Forschungsprojekten befasst er sich mit Themen der Kreislaufwirtschaft, der Speicherung erneuerbarer Energien und der Dynamik von Power-to-X-Prozessen sowie mit neuen Konzepten der Bioökonomie. Das Projekt CoSeCats ist Teil einer Forschungsmethodik von Prof. Sundmacher, die darauf abzielt, das Design von maßgeschneiderten Funktionsmaterialien unter Nutzung von mathematischen Optimierungsmethoden direkt in den Prozessentwurf zu integrieren.

Quelle: Pressestelle MPI Magdeburg