M. Sc. Chemie mit Vertiefungsrichtung Nachhaltige Chemie

Im Rahmen des Moduls werden eingehend diverse Perspektiven des Themas Nachhaltigkeit beleuchtet. Diese können beispielsweise umfassen: 

• Produktformulierung: nachhaltige Herstellung von fertigen chemischen Produkten wie Reinigungsmittel, Kosmetika, Pharmazeutika, …  
• Energetik: Energetische Aspekte, die sowohl makroskopische thermodynamische Prinzipien wie Formen der nachhaltigen Energieerzeugung als auch molekulare Energetik behandeln. Ein Schwerpunkt dabei ist die Vermeidung/Verringerung der CO2-Produktion.
• Rechtliche und regulatorische Rahmenbedingungen der nachhaltigen Chemie wie z. B. der Green Deal oder REACH.
• Nachhaltige Prozessführung unter Einsatz von Licht oder Strom als Reaktionsvermittler.
• Nachweismethoden zur Analyse von Reaktionsmechanismen und Prozessen in der nachhaltigen Chemie.
• Kontrolle von Umgebungseinflüssen für nachhaltige chemische Prozesse, die von Solvatationseffekten bis zu komplexen kolloidalen Strukturierungen reichen können.
• Life-Cycle-Assessment von chemischen Produkten.
• Ressourceneffizienz bei chemischen Prozessen, z.B. um Ausbeuteeinbußen durch unerwünschte Nebenreaktionen zu minimieren.
• Herausforderungen bei der Industriellen Nutzung, z. B. das Upscaling.

Zur Einführung des Schwerpunkts (voraussichtlich WS 24/25) werden in diesem Modul zunächst Vorlesungen zu Formulierung, Energetik sowie den rechtlichen Rahmenbedingungen angeboten. Das Angebot wird sukzessive erweitert.

Eine Vorlesung aus dem Teilbereich der Anorganik befasst sich mit Aspekten der Nachhaltigkeit in der modernen anorganischen Chemie. Hierzu zählen beispielsweise Stoffkreisläufe verschiedener Ressourcen und Materialien, die Substitution seltener und schlecht verfügbarer chemischer Elemente, die Nutzung von Licht und elektrischem Strom für die Synthese anorganischer Verbindungen, nachhaltige Katalysemethoden basierend auf Hauptgruppen- und Übergangselementen, Verfahren der Energiespeicherung und die Aktivierung ubiquitärere anorganischer Moleküle (z.B. H2O und CO2) für die Synthese von Energieträgern (z.B. H2).

Eine Vorlesung des Teilbereichs Organik vertieft den theoretischen Hintergrund eines ökologisch und ökonomisch aktuellen Teilgebietes, der Katalyse. Es werden die Grundlagen, der Entwicklungsstand und aktuelle Perspektiven anhand von Beispielen aus der Forschung diskutiert.

Eine Vorlesung der Analytischen Chemie legt den Fokus auf umweltfreundliche und nachhaltige Analysemethoden, wie dem Einsatz weniger giftiger Reagenzien und der Reduktion von Abfall. Es werden Methoden zur Identifizierung und Quantifizierung von Umweltkontaminanten in Wasser, Boden und Luft behandelt, um Umweltauswirkungen zu überwachen und zu minimieren. Zudem werden Techniken zur Steigerung der Ressourceneffizienz in analytischen Laboren, wie Energieeffizienz und Lösungsmittelreduktion, sowie der Einsatz analytischer Methoden zur Nachhaltigkeitsbewertung, wie Lebenszyklusanalyse und Carbon Footprinting, diskutiert. Die Entwicklung von Biosensoren für umweltbezogene Analysen und die Untersuchung nachhaltiger Materialien, sowie die Rolle der Analytischen Chemie in der Kreislaufwirtschaft, werden ebenfalls thematisiert.

In einem Forschungspraktikum lernen die Studierenden aktuelle Themen mit Bezug zur nachhaltigen Stoffwirtschaft kennen. Dies können zum Beispiel Synthesen zur Optimierung der Atomökonomie sein, oder auch die Suche nach geeigneten Katalysatoren sowie Analysemethoden zur Bestimmung von Reststoffspuren, oder auch des Zytotoxischen Einflusses von Stoffen. 

In einem Seminar stellen Dozenten mehrerer Institute verschiedene Aspekte der Nachhaltigen Chemie dar. Diese reichen von Begriffsbestimmungen über Ökobilanzierungen und dazugehörige Messmethoden über Fragen der nachhaltigen Energiegewinnung und die chemische Konversion nachwachsender Rohstoffe zu Feinchemikalien bis hin zur Verwendung alternativer Lösungsmittel, Emulgatoren und Biopolymeren und zugehörigen analytischen Problemstellungen. Ebenfalls angesprochen wird die Gewinnung und Verwendung von Heilpflanzen. 
Zu den entsprechenden Themen hält jeder teilnehmende Studierende einen Kurzvortrag von ca. 20-30 min. 
In 3-5-minütigen Filmprojekten, die von jeweils 4-5 Studierenden realisiert werden, werden einzelne Fragestellungen der nachhaltigen Chemie problematisiert und weiter vertieft.

In diesem Modul werden Umweltprobleme aus ökonomischer Sicht betrachtet. Stichworte wären:

• Der EU Green Deal und seine Folgen
• Externalitäten und Marktversagen
• Regulierung und Bepreisung von CO2-Ausstoß und anderen Treibhausgasen
• Bewertung der Kosten umweltschädigenden Verhaltens
• Internationale Klimaverhandlungen und Informationsprobleme, Klima-Clubs

Im Forschungspraktikum wird der Studierende in ein aktuelles Forschungsprojekt einer Arbeitsgruppe vorzugsweise in einem Institut außerhalb der Fakultät Chemie und Pharmazie der Universität Regensburg oder auch in einem Unternehmen eingebunden. Es wird dabei ein vorgegebenes Thema mit engem Bezug zu Nachhaltigkeit bearbeitet und Untersuchungen unter Anleitung durch den Arbeitskreisleiter oder durch einen Assistenten durchgeführt. Dabei wird erwartet, dass der Studierende auch eigene Denkansätze zur Problemlösung einbringt.