Das MPI CEC veranstaltete den internationalen Workshop „Adaptive Catalytic Systems“, bei dem führende Wissenschaftler*innen aus aller Welt zusammenkamen, um zu erörtern, wie Katalysatoren so gestaltet werden können, dass sie auf sich verändernde Umgebungen reagieren und sich daran anpassen können. Die zweitägige Veranstaltung fand vom 3. bis 4. November 2025 statt und umfasste fünf thematische Sessions, einen Runden Tisch und ein World Café, bei denen eine lebhafte Mischung aus fokussierten Präsentationen und offenen Diskussionen über die Zukunft der adaptiven Katalyse geboten wurde.
Der erste Tag begann mit Session 1: Photonen, die sich mit lichtgetriebener Katalyse befasste. Tang Junwang (John) eröffnete die Sitzung mit Einblicken in die photon-phonon-getriebene Katalyse und veranschaulichte, wie Licht und Schwingungsenergie zusammenwirken können, um die katalytische Leistung zu verbessern. C.J. Li folgte mit Vortrag zu einem innovativen adaptiven Zwei-in-Eins-Photoliganden, der eine Vielzahl von photokatalytischen Reaktionen unterstützen kann. Weitere Vorträge von Marc R. Knecht über photoschaltbare, bioinspirierte Nanokatalysatoren, Jacinto Sá über Plasmonen, die Metallerze in aktive Katalysatoren umwandeln, und Volodymyr Sashuk über photoschaltbare Katalyse durch organische Monoschicht-Einschränkung demonstrierten das kreative Potenzial von Licht als Treiber für adaptive katalytische Systeme.
In "Session 2: Magnetische Induktion und intelligente Materialien" wurde thematisiert, wie Magnetfelder und strukturelle Flexibilität zur Steuerung katalytischer Reaktionen genutzt werden können. Bruno Chaudret demonstrierte, wie magnetische Induktion Katalysatoren sowohl in Lösungen als auch in heterogenen Systemen aktivieren kann. Alexis Bordet baute auf diesem Konzept auf und zeigte den Übergang von optimierten zu adaptiven Systemen unter Verwendung magnetisch induzierter Katalyse. Javier García-Martínez präsentierte, wie technische Unordnung intelligentes katalytisches Verhalten ermöglicht, während Javier Ruiz Martínez über abstimmbare aktive Stellen in Zeolithen und deren reversible Umwandlungen sprach. Zusammen beleuchteten diese Vorträge neue Wege zu reaktionsfähigen und steuerbaren katalytischen Prozessen.
Der zweite Tag begann mit “Session 3: Photonen und Elektronen”, in der die Referent*innen die Lücke zwischen photonischer und elektronischer Steuerung überbrückten. Rafal Klajn erörterte, wie lichtinduzierte Begrenzung die katalytische Selektivität verbessern kann, während Sebastian Beil die Stromdichte als abstimmbaren Parameter in der Elektrosynthese über mehrere Größenordnungen hinweg untersuchte. Oliver Reiser stellte die adaptive Photoredox-Katalyse mit heteroleptischen Kupferkomplexen vor, und Qi Dong (Tony) stellte elektrothermische Strategien für programmierbare Reaktionen vor. Zusammen zeigten diese Beiträge die Integration von Licht- und elektronischer Energie als doppelte Hebel für die adaptive Katalyse.
In “Session 4: Plasmaaktivierung” lag der Schwerpunkt auf der Verwendung von Plasma als Werkzeug für chemische Umwandlungen. Simon Woodward stellte einen „Wasserschalter“-Ansatz für die HCN-Produktion vor, während Chunshan Song und Xin Tu die starke Synergie zwischen nicht-thermischem Plasma und Katalyse bei der CO₂-Umwandlung, SO₂-Reduktion und Power-to-X-Anwendungen demonstrierten. Martin Muhler schloss die Sitzung mit Einblicken in die plasmaunterstützte Katalyse zur Umwandlung flüchtiger organischer Verbindungen und unterstrich dabei die wachsende Bedeutung von Plasma in nachhaltigen chemischen Prozessen.
Der Workshop endete mit “Session 5: Thermoresponsive und molekulare Schalter”, deren Schwerpunkt auf Katalysatoren lag, die sich an Temperatur und andere Reize anpassen. Thomas Seidensticker stellte thermoadaptive Systeme der nächsten Generation in der homogenen Katalyse vor, während Eduardo Peris multistimulusreaktive Katalysatoren auf Basis von Naphthalindiimiden und NHCs vorstellte. Markus Weck diskutierte die Reaktionstechnik in der Kaskadenkatalyse unter Verwendung molekularer Schalter, Gianvito Vilé untersuchte die adaptive Einzelatomkatalyse zur Abstimmung von Reaktionswegen und Leonard J. Prins untersuchte die Anpassung von Katalysatoren unter Nichtgleichgewichtsbedingungen. Zusammen zeigten diese Vorträge, wie molekulares Design rekonfigurierbare katalytische Systeme ermöglichen kann.
Über die wissenschaftlichen Sitzungen hinaus boten der Runde Tisch und das World Café Raum für offenen Dialog und Zusammenarbeit. Die Forscher*innen tauschten Ideen darüber aus, wie Katalysatoren intelligenter, widerstandsfähiger und reaktionsfähiger gemacht werden können und wie Systeme nicht nur Reaktionen beschleunigen, sondern sich auch autonom an ihre Umgebung anpassen können.
Die Diskussionsrunde wurde durch einen Impuls des Nobelpreisträgers Ben List eröffnet, der die Bedeutung der Begrenzung in der Organokatalyse für die Steuerung des universellen Prinzips der Säurekatalyse hervorhob. Seine lebhafte Beteiligung an der Diskussion lieferte Inspiration und Anregungen für die Weiterentwicklung des Konzepts der Adaptivität zu einem integrativen und offenen Design-Rahmenwerk.
Der Workshop „Adaptive Catalytic Systems” präsentierte die neuesten Fortschritte in diesem sich schnell entwickelnden Bereich und betonte den Wert der Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Disziplinen und Institutionen. Der Workshop fand im Rahmen unserer Aktivitäten innerhalb des International Green Chemistry Consortium statt, das von unseren Partnern an der Yale University koordiniert und von der Gordon and Betty Moore Foundation großzügig unterstützt wurde. Die während dieser zwei Tage gewonnenen Erkenntnisse und geknüpften Kontakte versprechen, die nächste Generation von Katalysatoren für nachhaltige Energieumwandlung und darüber hinaus zu prägen.