Forschung an den Grenzen von Stoffsystemen und darüber hinaus Prof. Thomas M. Koller ist neuer Leiter des Instituts für Thermodynamik

Seit November 2025 verstärkt Prof. Thomas M. Koller die Technische Universität Braunschweig als Universitätsprofessor und Leiter des Instituts für Thermodynamik. In seiner Forschung beschäftigt er sich mit dem Transport von Energie, Stoff und Impuls sowie mit fluiden Grenzflächen in Systemen der Energie- und Verfahrenstechnik. Im Interview spricht er über seine Entscheidung für den Standort Braunschweig, seine Forschungsvisionen rund um Transportprozesse und Grenzflächen sowie darüber, was ihn persönlich an der interdisziplinären Arbeit in der Thermodynamik begeistert.

Prof. Thomas M. Koller, Leiter des Instituts für Thermodynamik. Bildnachweis: Kristina Rottig/TU Braunschweig

Warum haben Sie sich für die TU Braunschweig entschieden?

Meine Entscheidung für die TU Braunschweig lag insbesondere darin begründet, dass sie ein attraktives, interdisziplinäres und dynamisches Umfeld mit hervorragenden Anknüpfungsmöglichkeiten für meine Forschung und Lehre bietet. Seit dem ersten Kontakt während des Interviews im Bewerbungsverfahren hatte ich bereits ein sehr gutes Gefühl, dass dieser Ort der richtige ist. Dies hat sich seitdem absolut bestätigt und zeigt mir, dass ich die richtige Entscheidung getroffen habe.

Womit genau beschäftigen Sie sich in Ihrer Forschung?

Im Mittelpunkt meiner Forschung steht die thermodynamische Charakterisierung von komplexen Stoffsystemen in energie- und stoffwandelnden Prozessen wie Batterien, Brennstoffzellen oder Wärmepumpen. Meine Vision ist, ein grundlegendes Verständnis über die Materialeigenschaften und insbesondere Transport- und Grenzflächeneigenschaften in relevanten Arbeitsmedien und Energieträgern von der molekularen bzw. partikulären Ebene bis hin zur Modellbildung für das Prozessdesign zu entwickeln. Damit verbunden ist die Anwendung und Entwicklung von modernen Mess- und Simulationsmethoden zur genauen Bestimmung von Transportgrößen wie Wärmeleitfähigkeit, Diffusionskoeffizienten und Viskosität sowie von Grenzflächeneigenschaften wie Grenzflächenspannung und Benetzung.

Fachfremden Personen erkläre ich, dass meine Arbeit dazu dient, Anlagen vom Kühlschrank zuhause bis zum Chemie-Reaktor in der Industrie besser auslegen zu können. Ohne genaue Kenntnis der Materialeigenschaften von Gasen, Flüssigkeiten und/oder Feststoffen, die in solchen Anlagen eingesetzt werden, würden diese fehldimensioniert, was zu erhöhten Betriebs- oder Investitionskosten führen würde. In Anbetracht der aktuellen Thematik zur Entwicklung von nachhaltigen ressourcen- und energieschonenden Prozessen wird die entsprechende Forschung daher noch relevanter.

TU-Präsidentin Angela Ittel mit Prof. Thomas M. Koller und Studiendekan Prof. Markus Böl. Bildnachweis: Kristina Rottig/TU Braunschweig

Mit welchen Forschungsschwerpunkten und Projekten werden Sie sich an der TU Braunschweig auseinandersetzen?

Im Mittelpunkt stehen verschiedene Projekte im Bereich von Transportprozessen und Grenzflächen, die ich teils bereits an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) begonnen habe und nun hier fortführe. Außerdem reifen gerade Ideen für bi- oder multilaterale Projekte mit Partnern aus der Fakultät für Maschinenbau. Hier besteht großes Forschungsinteresse hinsichtlich der Wärme- und Stoffübertragung etwa in elektrochemischen Batterie- und Brennstoffzellen, Transportvorgängen und Partikelmorphologie in pharmazeutischen Lösungen sowie Grenzflächeneigenschaften in der Mikrofluidik zur präzisen Steuerung winziger Flüssigkeitsmengen etwa in Lab-on-a-Chip-Systemen. Dabei ist stets mein Anspruch, die breit angelegten Kompetenzfelder des Instituts von der molekularen Skala bis hin zum Gesamtsystem zu verknüpfen und Synergien zu erzeugen.

Was hat Sie dazu bewogen, in diesem Bereich zu forschen?

Die Verbindung aus Chemie, Physik, Biologie und Ingenieurwissenschaften hat mich bereits während der Schulzeit „gepackt“, weshalb ich mich auch für ein Studium des Chemie- und Bioingenieurwesens entschieden habe. Während der Promotion und Habilitation bin ich diesem Bereich treu geblieben, wobei ich mich auf die Thermodynamik und insbesondere die Materialeigenschaften von Fluiden fokussiert habe. Besonders reizt mich der interdisziplinäre Charakter der Forschung, da sich thermodynamische Fragestellungen in den verschiedensten Bereichen ergeben – in der Pharmazie, in mobilen Systemen und in der Verfahrenstechnik.

Wie sieht Ihr Arbeitsalltag in drei Schlagworten aus?

Besprechen, Entscheiden, Anpacken