Propylen ist für die chemische Industrie ein wichtiger Ausgangsstoff, zum Beispiel für die Kunststoffherstellung. Seine Herstellung ist jedoch energieaufwändig und erfordert den Einsatz von Katalysatoren. Die Suche nach geeigneten Katalysatoren ist besonders lohnend, da die chemischen Reaktionen zur Popylenherstellung umso effizienter verlaufen, je passgenauer die entsprechenden Katalysatoren gewählt werden. Dem Kurt-Ruths-Preisträger Dr. Leon Schumacher gelang es, in seiner Dissertation sowohl auf experimenteller als auch auf theoretischer Ebene, richtungsweisende neue wissenschaftliche Erkenntnisse zur Wirkungsweise von Katalysatoren bei der Propylenherstellung zu erhalten. Dafür stellte er neue Ansätze vor, die die aktuellen, energieaufwändigen technischen Prozesse ersetzen können. Zudem identifizierte er neue Methoden, um den Reaktionsmechanismus der Propylenherstellung zu analysieren und nutzte dieses Wissen, um neue, verbesserte Katalysatoren für die Propylenherstellung zu entwickeln.

„Die Forschungsergebnisse von Dr. Schumacher sind sowohl für die gezielte Katalysatorentwicklung für technisch relevante Selektivoxidationen als auch die grundlegende Entwicklung neuer spektroskopischer Methoden von herausragender Bedeutung“, sagt Professor Christian Hess vom Fachbereich Chemie, der die Dissertation betreute. Beides finde schon jetzt in der Scientific Community große Beachtung, einerseits über die zahlreichen Publikationen in renommierten internationalen Zeitschriften, andererseits über eingeladene Vorträge auf internationalen Kongressen. Zudem „ist es bemerkenswert, dass Leon Schumacher neben seinem Master-Studium in Chemie und der Doktorarbeit noch ein zusätzliches Studium in Wirtschaftswissenschaften absolvieren und kurz nach der Dissertation mit dem Bachelor erfolgreich abschließen konnte“.

Dr.-Ing Steven R. Lorenzen hat sich in seiner Dissertation mit Methoden zur Überwachung und Lebenszeitverlängerung von Eisenbahnbrücken mit Hilfe von „Drive-by Monitoring“ befasst. Die Überwachung von Brücken mit fest verbauten Geräten ist aufwändig und kostspielig. Beim „Drive-by Monitoring“ werden stattdessen die Züge mit Sensoren ausgestattet, die bei jeder Überfahrt Messungen vornehmen können. So lässt sich mit wenigen Zügen das gesamte Netz kontrollieren. Eine besondere Herausforderung sind dabei die oft kurzen Spannweiten der Brücken bei gleichzeitig hoher Geschwindigkeit der Züge. Lorenzen konnte dieses Problem mit Hilfe der Baudynamik lösen und hat im Rahmen seiner Promotion ein Verfahren entwickelt, bei dem am Zug angebrachte Beschleunigungssensoren beim Überqueren einer Brücke deren Resonanzfrequenz ermitteln.

Brücken sind nicht starr, sondern Strukturen, die sich konstruktionsbedingt bewegen beziehungsweise schwingen können. Diese freie Schwingung nennt sich Eigenfrequenz. Wirkt nun eine Kraft mit der gleichen Frequenz von außen auf die Brücke ein – zum Beispiel durch einen Zug – kann Resonanz entstehen, die Schwingungen intensivieren sich, was im schlimmsten Fall zum Einsturz führen kann. Dank der neuen Methode, mit der sich nun die Resonanzfrequenzen von Brücken ermitteln lassen, können die gefährlichen „Resonanzüberfahrten“ vermieden werden, etwa durch minimale Geschwindigkeitsanpassungen. Die Lebensdauer von Brücken erhöht sich dadurch signifikant.

„Angesichts des schlechten Zustands vieler Brücken in Deutschland und der Belastungen durch neue Zugtypen sind innovative Methoden zur Überwachung und Lebenszeitverlängerung dieser Brücken erforderlich und gesellschaftlich höchst relevant“, sagt der Leiter des Instituts für Statik und Konstruktion, Professor Clemens Hübler vom Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften. „Was Steven R. Lorenzen zudem auszeichnet, ist nicht nur die reine Leistung, sondern die Fähigkeit und der Wunsch, darüber hinaus zur Wissenschaft und dem Hochschulbetrieb beizutragen. Meiner Einschätzung nach wird Dr. Lorenzen in Zukunft durch seine Kreativität und Leistungsfähigkeit bedeutende Beiträge zur Weiterentwicklung des Bauwerksmonitorings und der Baudynamik leisten.“

Der seit 1989 jährlich verliehene Kurt-Ruths-Preis ist mit 12.000 Euro dotiert. Er würdigt herausragende wissenschaftliche Leistungen aus den Fachbereichen Architektur, Bau- und Umweltingenieurwissenschaften sowie Chemie und wird an Early-Career-Forschende der TU Darmstadt verliehen, die sich durch herausragende Dissertationen ausgezeichnet haben. Der Preis geht zurück auf Kurt Ruths, den langjährigen Sprecher der Geschäftsführung der Braas-Gruppe.

cst