21/09/2015

Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE), Düsseldorf

Pascal Beese-Vasbender erhält Leopoldina-Preis

Im Rahmen der feierlichen Eröffnung ihrer Jahresversammlung am Freitag, 18. September 2015, in Halle (Saale) zeichnete die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina drei junge Wissenschaftler für ihre herausragenden Forschungsleistungen aus. Den mit 5 000 € dotierten Leopoldina-Preis für junge Wissenschaftler erhielt Dr. Pascal Beese-Vasbender, Wissenschaftler am Düsseldorfer Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE), für seine Leistungen im Bereich der mikrobiell beeinflussten Korrosion von Eisenwerkstoffen und der bioelektrischen Energieumwandlung und -speicherung.


Dr. Pascal Beese-Vasbender, Wissenschaftler in der Gruppe „Elektrokatalyse“ am MPIE, beschäftigte sich zunächst mit der mikrobiell beeinflussten Korrosion von Eisenwerkstoffen, welche unter anderem eine Gefahr für Öl- und Gasleitungen im Meer darstellt. Später weitete er sein Themengebiet auf die bioelektrische Energieumwandlung aus. Als ehemaliger Student der Meeresbiologie, -chemie und Mikrobiologie, untersuchte er in seiner Doktorarbeit verschiedenste elektrochemische Methoden für die Analyse von Korrosionsprozessen. Unter anderem setzte er erstmals eine neuartige Methode, die sogenannte „Electrochemical Frequency Modulation“ für mikrobiologische Systeme ein. Von besonderem Interesse bei der Erforschung dieses als Biokorrosion bezeichneten Rostvorganges sind hierbei Schwefelwasserstoff produzierende Bakterien und Methan produzierende bakterienähnliche Mikroorganismen, sogenannte Archaeen, die überall in den typisch schwarz gefärbten und nach faulen Eiern riechenden Sedimenten vom Wattenmeer bis hin zum eigenen Gartenteich vorkommen. Unter diesen Bakterien gibt es Vertreter, die spezialisiert darauf sind, Eisen als alleinige Energiequelle zu nutzen. Dabei haben diese Bakterien einen direkten Einfluss auf elektrochemische Prozesse an der Eisenoberfläche und beschleunigen somit erheblich den Rostvorgang von Eisenwerkstoffen. Dieser Mechanismus der Mikroorganismen ist jedoch nicht darauf beschränkt, alleinig Energie von Eisenoberflächen aufzunehmen. Materialforscher können die ‚Eisen fressenden Mikroorganismen‘ auch auf anderen leitfähigen Materialien vermehren, wenn diese unter Strom gesetzt werden. Mit seinem selbst konstruierten Versuchsaufbau für präzise elektrochemische Halbzellenuntersuchungen konnte Beese-Vasbender erstmalig zeigen, dass die direkte Aufnahme von Elektronen den Mikroorganismen als Energiequelle dient. Schafft man es in Zukunft, die direkten Eintrittsstellen der Elektronen in den Energiekreislauf der Mikroorganismen zu hemmen, könnten gezielt Strategien zur Vermeidung von Biokorrosion entwickelt werden.


Aufgrund der außergewöhnlichen Fähigkeit dieser Mikroorganismen, Elektronen direkt von der Elektrodenoberfläche aufzunehmen, erweiterte Beese-Vasbender seine Arbeiten über sein ursprüngliches Themengebiet der Korrosion hinaus hin zur mikrobiologischen Elektrosynthese von Methan. Er erkannte, dass methanogene Archaeen von Nutzen für die Umwandlung von elektrischer in chemische Energie sein können. Diese Erkenntnis könnte zukünftig eine wichtige Rolle in der Umwandlung und Speicherung von erneuerbaren Energien spielen.


Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE), Düsseldorf