Institut
Profil

Institutsprofil: Physikalische Chemie und Elektrochemie (PCI)

Von Nanostrukturen über Moleküle in die Katalyse und Theorie

Die Fachrichtung Physikalische Chemie und Elektrochemie ist als Institut in der Naturwissenschaftlichen Fakultät verankert. Die Geschichte des Instituts beginnt im Sommer 1894, als hier erstmals das Studium der Elektrochemie angeboten wurde, welches den Nachwuchs für die wachsende elektrotechnische und chemische Industrie sicherte. Inzwischen sind die Wissensbereiche nicht nur angewachsen, sondern breiter aufgestellt denn je.

Von Nanostrukturen über Moleküle in die Katalyse und Theorie

Die Fachrichtung Physikalische Chemie und Elektrochemie ist als Institut in der Naturwissenschaftlichen Fakultät verankert. Die Geschichte des Instituts beginnt im Sommer 1894, als hier erstmals das Studium der Elektrochemie angeboten wurde, welches den Nachwuchs für die wachsende elektrotechnische und chemische Industrie sicherte. Inzwischen sind die Wissensbereiche nicht nur angewachsen, sondern breiter aufgestellt denn je.

UNSER INSTITUT: EIN ÜBERBLICK

Bildtafel Quasikristall von Sir Harold Kroto, Entdeckung unmöglicher fünfacher Symmetrie am 5ten April '82 Bildtafel Quasikristall von Sir Harold Kroto, Entdeckung unmöglicher fünfacher Symmetrie am 5ten April '82 Bildtafel Quasikristall von Sir Harold Kroto, Entdeckung unmöglicher fünfacher Symmetrie am 5ten April '82
Gedenktafel im Eingangsbereich des Instituts

Unser Institut ist zusammen mit den anderen drei Chemieinstituten - der Organischen Chemie, Technischen Chemie und Anorganischen Chemie - im Stadtteil Hannover/Nordstadt angesiedelt. Es gehört zu den vielfältigen Instituten der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Leibniz Universität Hannover.
Der historische Gebäudekomplex der hannoverschen Chemie wurde bis 2016 aufwendig erneuert, die Gebäude fachgerecht restauriert. Im Rahmen der Übergabe des sanierten Gebäudes im Jahr 2015 wurde eine außergewöhnliche Deckenbeleuchtung im Treppenhaus der Physikalischen Chemie installiert.

Bild des Institutstreppenhauses mit dem Motiv der unmöglichen fünffachen Symmetrie als Deckenbeleuchtung Bild des Institutstreppenhauses mit dem Motiv der unmöglichen fünffachen Symmetrie als Deckenbeleuchtung Bild des Institutstreppenhauses mit dem Motiv der unmöglichen fünffachen Symmetrie als Deckenbeleuchtung
Deckenbeleuchtung zeigt als Motiv das Beugungsmuster eines Quasikristalls mit unmöglicher fünffacher Symmetrie

Die Lichtinstallation im Institutsgebäude bildet als Deckenbild das Beugungsmuster eines Quasikristalls nach, für deren Entdeckung der Physiker Daniel Shechtman 2011 den Nobelpreis für Chemie erhalten hat. Die Kristallstrukturanalyse mit Beugungsmethoden ist unerlässlich für die chemische Materialforschung. Die künstlerische Vorlage für das Quasikristall-Deckenbild hat Sir Harold Kroto entwickelt, der bei der Instituts-Eröffnung über das Beugungsmuster eines Quasikristalls berichtete. Der britische Chemiker mit deutsch-jüdischen Wurzeln hat in jungen Jahren nicht nur einen Designpreis bekommen, sondern trug als Entdecker der Fullerene zur Initialzündung der Nanochemie bei und erhielt zusammen mit Forscherkollegen dafür 1996 den Nobelpreis für Chemie.

Im Bereich Forschung hat das Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie eine beachtliche Vergangenheit aufzuweisen. Bekannte Namen sind zum Beispiel Max Bodenstein, Friedrich Bergius, Fritz Strassmann, Wilhelm Jost und Gerhard Ertl um nur einige zu nennen.

Derzeit forschen am Institut zehn verschiedene Arbeitsgruppen, welche von fünf Professorinnen und Professoren, einem Niedersachsenprofessor, zwei außerplanmäßigen Professoren, sowie einem Privatdozenten und einer Habilitandin geleitet werden. Es bestehen zahlreiche interdisziplinäre Kooperationen mit Industrie und Forschung, was sich in reger Drittmittelaktivität und Teilhabe an einigen Verbundprojekten zeigt. An lokalen Kooperationspartnern seien beispielsweise das Deutsche Institut für Kautschuktechnologie (DIK), das Laboratorium für Nano- und Quantenengineering (LNQE), das Laser Zentrum Hannover (LZH), das Institut für Solarenergieforschung Hameln (IFSH), das Zentrum für Festkörperchemie und Neue Materialien (ZFM), das Biomolekulare Wirkstoffzentrum (BMWZ), ebenso wie die weitere universitäre Forschungslandschaft Niedersachsens zu nennen.

Beteiligung an Studiengängen und Lehrveranstaltungen
Übersicht zu Forschungsthemen und Arbeitsgruppen

GESCHICHTE DES INSTITUTS

1831

Bereits 1831 wurde in Hannover die Höhere Gewerbeschule unter Vorsitz von Karl Karmarsch, der Vorläufer der heutigen Universität, gegründet. Das Welfenschloss dient seit 1879 als Hauptgebäude.
Seit dem Sommersemester 1894 wurde an der Königlich (Preußischen) Technischen Hochschule zu Hannover erstmals das Studium Elektrochemie angeboten.
Zu dieser Zeit fand dieser Zweig bereits Anwendung in der Industrie. Das Wort Elektrochemie war daher wie geschaffen für die damals aufblühende Elektrotechnische und Chemische Industrie.
Die gemeinsamen wirtschaftlichen Interessen und die damit verbundenen Forderungen nach Instituten und Stellen führten zur Gründung des PCI.

1908

Portraitfoto von Max Bodenstein Portraitfoto von Max Bodenstein Portraitfoto von Max Bodenstein
Max Bodenstein

1908 wurde Dr. Max Bodenstein für das neu geschaffene Ordinat für Elektrochemie an die TH gerufen, wo er auch 1911 die Professur für physikalische Chemie übernahm.
Prof. Bodenstein befasste sich in seiner Forschung vornehmlich mit Reaktionen des Chlorknallgases. Weitere Gebiete waren:

  • die Dissoziation hydratisierter Schwefelsäure und des Ammoniaks
  • die Reaktionen der Stickoxide
  • die photochemische Polymerisation von Anthracen
  • die Diffusion von kathodischem Wasserstoff durch Eisen und Platin
  • die physikalisch-chemischen Grundlagen der hüttentechnischen Zinkgewinnung

Um nur einige zu nennen.
Besondere Beachtung genießt aber auch seine Mitarbeit in der deutschen Atomgewichtskommission.
1923 folgte Bodenstein einem Ruf an die Friedrich-Wilhelm-Universität Berlin.

1909

In der Zeit von 1909 bis 1919 forschte auch Friedrich Bergius im Institut. Entscheidend für seine Arbeiten waren die 1911 ausgeführten Hochdruck-Versuche zur Umsetzung von Kohle mit Wasserstoff. Damit begannen seine Arbeiten zur Kohlehydrierung, die 1913 zum Erfolg führten; zusammen mit der TH. Der Goldschmidt AG in Essen wurden die Laborversuche auf technische Versuchsanlagen übertragen.
1925 erwarb Carl Bosch von der BASF die Patentrechte am Bergiusverfahren.
Die wissenschaftliche Anerkennung für seine Forschung erhielt Bergius zusammen mit Bosch 1931 bei der Verleihung des Nobelpreises für Chemie.

Foto von Friedrich Bergius Foto von Friedrich Bergius Foto von Friedrich Bergius
Friedrich Bergius

1924

Hermann Braune wurde vertretungsweise zum Nachfolger von Bodenstein ernannt. Als er 1924 die Professur übernahm, wurde er damit automatisch auch Leiter des Elektrochemischen Institutes. 1930 wurde der von Prof. Braune initiierte Neubau des Institutes bezogen. Zu seinen bedeutendsten wissenschaftlichen Themen gehörten:

  • die Ramanspektroskopie,
  • die Elektronenbeugung sowie
  • Messungen von Dipolmomenten.

Zusammen mit seinem Assistenten Fritz Strassmann arbeitete er an der Löslichkeit von Iod in CO2. Diese Arbeit bildet die Grundlage für die z. Z. weltweit intensive Forschung auf dem Gebiet der Thermodynamik bei überkritischen und nahekritischen Lösungsmitteln.
1955 wurde Prof. Braune emeritiert.

1926

Zur Zeit Braunes arbeitete auch Fritz Strassmann am Institut. Sein Forschungsgebiet war die Sättigungsdampfkonzentration, die unter Zuhilfenahme von komprimierten, nicht idealen Gasen erreicht werden konnte. Die darauf basierende Dissertation war Ausgangspunkt für spätere wichtige technische Entwicklungen. Aufgrund der Kenntnis der Dampfdichte des Schwefels konnte der sogenannte Claus-Prozess optimiert werden.
Strassmann wechselte 1929 jedoch zum Kaiser-Wilhelm-Institut in Berlin, wo er zusammen mit Otto Hahn und Lise Meitner maßgeblich an der Aufklärung der Kernspaltung beteiligt war.

Foto von Fritz Strassmann Foto von Fritz Strassmann Foto von Fritz Strassmann
Fritz Strassmann

1930

Foto von Friedrich Wilhelm Jost Foto von Friedrich Wilhelm Jost Foto von Friedrich Wilhelm Jost
Friedrich Wilhelm Jost

Der zweite Forscher in dieser Zeit war Friedrich Wilhelm Jost, der unter Braune auch habilitierte. Jost war der klassische Physikochemiker. Er wendete die allgemeinen physikalischen Gesetze auf die komplexen Situationen der Chemie an und gewann so Leitlinien für sinnvolle Experimente. Im hannoverschen Institut befasste er sich vornehmlich

  • Festkörperreaktionen
  • dem diffusiven Transport im Kristall sowie
  • photochemischen Reaktionen im Bromwasserstoff.

Daneben begann er mit der Erforschung der kinetischen Probleme bei schnell verlaufenden Reaktionen, welche z.B. auch die Verbrennungsprozesse von Kohlenwasserstoffen beinhalten.
1937 verließ Jost Hannover, um dem Ruf eines außerordentlichen Professors nach Leipzig zu folgen.

1945

Im Oktober/November 1943 fiel der von Prof. Braune initiierte vorbildliche Neubau des Physikalisch-Chemischen Instituts den Bomben zum Opfer. Nur die Laboratorien im Keller waren noch für wissenschaftliche Arbeiten verwendbar. Daher zog das gesamte Institut nach Hilkerode in eine stillgelegte Zigarettenfabrik um. Noch im Jahre 1945 wurden die ausgelagerten Geräte zurückgebracht.
Dank der Aufräumarbeiten der Studenten der unteren Semester war bereits 1947 wieder ein geordneter Praktikumsbetrieb möglich.

1955

Foto von Rudolf Suhrmann Foto von Rudolf Suhrmann Foto von Rudolf Suhrmann
Rudolf Suhrmann

Rudolf Suhrmann übernahm 1955 als Nachfolger Braunes den Lehrstuhl für Physikalische Chemie der TU Hannover. Er war nicht nur ein unermüdlicher Forscher, sondern auch ein gewissenhafter Lehrer. So ist neben seinen umfangreichen wissenschaftlichen Veröffentlichungen auch das Lehrbuch „Physikalisch-Chemische Praktikumsaufgaben" erschienen. Auf Grund der katastrophalen wirtschaftlichen Verhältnisse nach dem Krieg mussten die Forschungen mit veralteten Instrumenten durchgeführt werden. Als sich die Lage Ende der 50er Jahre besserte, brachte Suhrmann den Gerätepark auf den neuesten Stand. So konnte das Institut von der stürmischen Entwicklung in der Gerätetechnik profitieren. Neue Laboratorien entstanden im Obergeschoss und in dem früheren Anbau für die Angestelltenwohnungen. Zahlreiche Auszeichnungen krönten seinen Lebensweg bis zu seiner Emeritierung 1960.

1964

1964 trat Robert Haul in Suhrmanns Fußtapfen. Ende der 60er Jahre veranlasste er eine Erweiterung des Lehrkörpers im Bereich Chemie. Dies hatte die Trennung des Lehrstuhls in A (Clusterchemie) und B (Festkörperchemie) zur Folge. Haul selber behielt den Lehrstuhl A inne, wobei er zusammen mit seinen Schülern an weiteren Problematiken der Festkörperforschung forschte. Neben den katalytischen Prozessen und der Reaktion von Atomen auf Festkörperoberflächen von Oxiden, wurde auch der Bereich der Adsorptionskinetik behandelt.
Prof. Haul emeritierte im Jahre 1978.

1968

Portrait von Gerhard Ertl Portrait von Gerhard Ertl Portrait von Gerhard Ertl
Gerhard Ertl

Den Lehrstuhl B übernahm 1968 Gerhard Ertl. Seine in Hannover durchgeführten Arbeiten bezogen sich vornehmlich auf Adsorption und katalytischer Reaktion kleiner Moleküle an Metall-Einkristalloberflächen. Seit 1986 ist Ertl Direktor am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin.
Seine wissenschaftlichen Leistungen wurden mit dem Nobelpreis 2007 für Chemie ausgezeichnet.

1971

Wie bereits erwähnt, wurden am Institut zwei Abteilungen eingerichtet. Die Abteilung Photochemie übernahm Hanns von Weysenhoff, der 1971 vom Illinois Institute of Technology, Chicago, aus den USA nach Deutschland zurückkehrte. Er befasst sich mit fluoreszenz-spektroskopischen Untersuchungen strahlender und strahlungsloser Übergänge an angeregten organischen Molekülen in der Gasphase und mit Untersuchungen ultraschneller Prozesse mit Methoden der Pikosekunden-Laser Spektroskopie.

Die Abteilung Elektrochemie leitete Horst Gentsch, der sich weiterhin mit Untersuchungen zur Chemisorption besonders von Nickel und Kohlenstoff befasste. In dieser Zeit hatte er sich Untersuchung zur Aktivierung des Wasserstoffs bei der Desorption von Übergangsmetall-Oberflächen zugewandt. Seit 1978 hat er den Lehrstuhl für Physikalische Chemie an der Gesamthochschule – Universität Essen inne. Als Nachfolger wurde K. Funke aus Göttingen berufen worden, der auf dem Gebiet der Festkörper-Spektroskopie arbeitet.

In diesem Jahr fand außerdem die 70te Bunsentagung statt und dies bereits zum zweiten Mal in Hannover. Auf dieser vom Institut vorbereiteten Konferenz befassten sich die hiesigen und angereisten Wissenschaftler mit dem Thema "Oberflächenstruktur fester Stoffe und Adsorption aus der Gasphase".