Sumea Klokic


Otto Vogl-Preis 2020


Sumea Klokic wird für ihre Masterarbeit Investigations and process development for an efficient poly(oxymethylene dimethyl ether) (OME) fuel production ausgezeichnet.

Dieselmotoren werden heutzutage in vielen verschiedenen Bereichen wie Stromerzeugung, Landwirtschaft und Bauwesen eingesetzt. Jedoch trägt die Verbrennung von Dieselkraftstoffen nachweislich zur Bildung gefährlicher Abgasemissionen und somit zur Umweltverschmutzung bei. Im Allgemeinen entstehen Dieselemissionen, wie Kohlenmonoxid, Stickoxide (NOx), Ruß und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, durch unvollständige Verbrennung. Nachdem bekannt wurde, dass vor allem Stickoxide kanzerogene Schadstoffemissionen sind, entwickelte die Automobilindustrie die Abgasnachbehandlungsstrategien sehr intensiv weiter, um vor allem die derzeitige Euro Norm (VI) zu erfüllen. Allerdings werden, um die gesetzlich geforderten niedrigen Abgaswerte zu erfüllen, die Abgasnachbehandlungsschritte immer aufwändiger, was zu erhöhten Produktionskosten führt. Eine Alternative wäre der Zusatz von Additiven zum Dieselkraftstoff, um so die Emissionsbildung zu reduzieren. Gegenwärtig ist eine der größten zu überwindenden Herausforderungen in der Entwicklung zukünftiger Kraftstoffe die Kombination aus Nachhaltigkeit, Emissionsreduktion und technischer Funktionalität. Erst unter Berücksichtigung all dieser Gesichtspunkte kann die Umweltverträglichkeit solcher Kraftstoffe realisiert werden. Demnach muss ein neuer Kraftstoff einen Kompromiss zwischen der Reduktion bzw. Vermeidung problematischer Emissionen und geringen Investitions- und Fahrzeugmodifikationskosten darstellen.

Ein neuer Vertreter in dieser Kategorie sind OME (Poly(oxymethylen)dimethylether), welche nicht nur exzellente Verbrennungseigenschaften in Dieselmotoren, sondern auch ausgezeichnete Mischbarkeit mit konventionellem Dieseltreibstoff aufweisen. Angetrieben durch den Wunsch nach ökonomisch nachhaltigen Prozessen produzieren einige große Pilotanlagen in Deutschland und China OME in großem Maßstab, basierend auf erneuerbaren Ressourcen ausgehend von Dimethoxymethan, Trioxan, Methanol oder para-Formaldehyd. Besondere Beachtung wird hierbei auf hohe OME3–5 Ausbeuten, geringe Nebenproduktbildung und einfache Synthesestrategien gelegt. In ihrer Arbeit zeigt Sumea Klokic erstmalig einen Syntheseweg, sowie eine detaillierte kinetische Studie von OME bei Atmosphärendruck, katalysiert durch Schwefelsäure, Methansulfansäure (MSA) und einem ehemals kommerziellen Katalysator, Deloxan®. Dafür wurden unter Variation der Ausgangsverbindungen alle relevanten Reaktionsparameter für die einzelnen Katalysatoren untersucht. Demzufolge wurde eine schnelle und einfache OME Syntheseroute mit geringer Nebenproduktbildung und hohen OME3-5 Ausbeuten entwickelt. Somit konnte mittels des umweltfreundlichen und effizienten OME Produktionsweges  Produktausbeuten für die einzelnen Katalysatoren erzielt werden, die jene der Literatur übertroffen haben.

 

Die Preisträgerin


Sumea Klokic hat das Bachelorstudium im Fach Anorganische Chemie 2017 an der TU Graz abgeschlossen. Das Masterstudium Chemie (Schwerpunkt Organische Chemie und Umweltchemie / Erneuerbare Ressourcen) schloss sie im Juli 2019 an der TU Graz ab; parallel zu diesem Studium absolvierte Sumea Klokic auch das Diplomstudium Technische Chemie (Schwerpunkt Physikalische und Theoretische Chemie) ebenfalls an der TU Graz, Abschluss im Jänner 2020. Seit Februar 2020 ist Sumea Klokic Doktorandin am Institut für Anorganische Chemie der TU Graz und arbeitet derzeit an der TU Graz Außenstelle am ELETTRA Synchrotron in Triest. Die Masterarbeit von Sumea Klokic wurde auch mit dem Förderungspreis für Chemie 2020 ausgezeichnet.