Der Nobelpreis in Chemie wurde in den Jahren 2001, 2005, 2007 und 2010 auf dem Gebiet der Katalyse vergeben. Doch was sind Katalysatoren, und was haben sie mit Heiratsvermittlern gemeinsam? © Chemie-im-Alltag 2001-2007.
Behalten wir bei den folgenden Ausführungen weiterhin das Bild des Heiratsvermittlers als Hilfestellung im Gedächtnis. Ein Katalysator nimmt an einer chemischen Reaktion zwar teil, wird aber dabei nicht verbraucht. Somit sollte ein Katalysator ein unverwüstliches Arbeitsvehikel sein, das seine Aufgaben ohne Verschleiß und Entstehung von Abfällen erfüllt - leider ist dies nur theoretisch der Fall. Ein Katalysator leistet Schwerstarbeit, um eine erfolgreiche Reaktion zu ermöglichen: er aktiviert und arrangiert die Partner in einem geeigneten Abstand zueinander, so dass sie sich verbinden können. Nach erfolgreicher Arbeit - ein Reaktionszyklus ist abgeschlossen - ist er wieder frei und beginnt sofort wieder, an einer Liaison zwischen zwei neuen Partnern zu arbeiten. 
Wie viele Reaktionszyklen absolut (man spricht von Wechsel- oder Turnover-Zahlen) und wie viele Reaktionszyklen pro Zeit (man spricht von Wechsel- oder Turnover-Frequenzen) ein Katalysator leisten kann, bestimmt seine Effektivität. Mit der Zeit ermüdet ein Katalysator, insbesondere dadurch, dass er dem Charme eines Reaktionspartners selbst nicht widerstehen kann und sich mit letzterem verbindet: Von nun steht er nicht mehr als Vermittler zur Verfügung. Anders als in Literatur und Film fasst der Chemiker diesen Vorgang keineswegs als Happy End auf: Man sagt, der Katalysator sei vergiftet!
Es gibt bereits katalytische Prozesse, mit denen eine Million und mehr Reaktionszyklen erreicht werden. Bei der Synthese von Natur- und Wirkstoffen zur Herstellung neuer Arzneimittel gelten dagegen 100 Reaktionszyklen oft schon als gut, diese Zahl ist für viele Reaktionen aber noch deutlich kleiner. Auch die Geschwindigkeit, mit der viele Katalysatoren arbeiten, ist oft gering: Wechselfrequenzen von einem Reaktionszyklus pro Stunde und Katalysatormolekül sind momentan noch keine Seltenheit. Der Einsatz von Katalysatoren ist aus ökologischen und ökonomischen Gründen jedoch prinzipiell außerordentlich attraktiv. Reduzierung von Abfall und des Energieverbrauchs sowie Schonung der Ressourcen bei chemischen Prozessen sind die wesentlichen Vorteile, die das Streben nach Verbesserung und Neuentwicklung von Katalysatoren verständlich machen.
Mit der Vergabe der Nobelpreise 2001, 2005, 2007 und 2010 für Katalyse ist mit Sicherheit nur ein vorläufiger Höhepunkt dieser für unsere Gesellschaft bedeutenden Forschungsrichtung erreicht worden.
Gekürzter Auszug mit leichten Aktualisierungen aus dem Artikel von Peter Kreitmeier und Oliver Reiser, erschienen in Blick der Wissenschaft (Forschungsmagazin der Universität Regensburg), 2000, Nr. 12. Kopien (in schwarz-weiß) des vollständige Artikel können kostenlos von mir angefordert werden. Das Forschungsmagazin kann von der Universität Regensburg (Tel. 0941-207433; Fax: 0941-207199) zu einem Jahresabonnement von sechs Euro (für Schüler, Studenten und Akademiker im Vorbereitungsdienst vier Euro) zuzüglich Versand bestellt werden.
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