Projekte

Für das MPI CEC sind wissenschaftliche Kooperationen innerhalb des Instituts, aber auch mit externen Partnern essentiell für das Forschungsvorhaben. Darüber hinaus ist es wichtig in der Öffentlichkeit die Wichtigkeit von Grundlagenforschung im Bereich der chemischen Energiekonversion herauszustellen. Aus diesem Grund initiiert das MPI CEC verschiedene Maßnahmen, um den wissenschaftlichen Dialog mit Partnern und der Öffentlichkeit aufrechtzuerhalten.

Carbon2Chem ®
ESYSGDChKopernikusMANGAN
MAXNET EnergyBessy II - EMILPtTM@HGSRESOLVPhotovoltaik

Carbon2Chem ®

17 Partner aus Industrie und Wissenschaft sind am Verbundprojekt Carbon2Chem ® beteiligt. Ziel des Projekts ist es, Hüttengase, die bei der Stahlproduktion aus den Hochöfen entweichen, für die Produktion von Chemikalien zu nutzen und Kohlenstoffdioxidausstoß anhaltend zu verringern.

Weitere Informationen gibt es auf unserer Seite zu Carbon2Chem ®

Energiesysteme der Zukunft (ESYS)

Um die Energiewende erfolgreich umzusetzen, ist eine breit angelegte wissenschaftliche Begleitung notwendig. Die interdisziplinäre Initiative ESYS von der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech), der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der Union der deutschen Akademien der Wissenschaften bündelt die Expertise von mehr als 100 Experten unterschiedlicher Fachrichtungen.

Im Dialog mit wichtigen Akteuren aus Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Zivilgesellschaft erarbeiten sie gemeinsam Handlungsoptionen für die Umsetzung einer sicheren, bezahlbaren und nachhaltigen Energiewende. In der gemeinsamen „Schriftenreihe zur wissenschaftlichen Politikberatung“ werden die Stellungnahmen des Akademienprojekts gebündelt.

MPI CEC Direktor Prof. Robert Schlögl ist Vorsitzender des Direktoriums. Die erste Projektphase lief von 2013-2016. Im März 2016 startete die zweite Runde des Akademieprojekts.

Forschungsforum Energiewende

Die Dialogplattform diskutiert und bewertet die Empfehlungen des Projektes "Energiesysteme der Zukunft" und leitet weitere Maßnahmen für die Energiewende ein. Im Forschungsforum tauschen sich hochrangige Vertreter der Ressorts, der Länder, Wissenschaftsorganisationen, der Akademien und Universitäten mit Vertretern aus Wirtschaft und gesellschaftlichen Gruppen aus.

Quelle und weitere Informationen: acatech

Hier geht es zur aktuellen Pressemitteilung zu ESYS Phase II.

Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. – Ortsverband Ruhr

Die GDCh fördert die wissenschaftliche Arbeit im Fachbereich Chemie, unterstützt  bei der Schaffung von Netzwerken und Kooperationen und entwickelt den Dialog mit der Öffentlichkeit weiter.
Neben der zentralen Geschäftsstelle gibt es in jeder Region Deutschlands auch einen eigenen Ortsverband. Vorsitzender des GDCh-Ortsverbands Ruhr ist Prof. Alexander Auer, Gruppenleiter am MPI CEC. Regelmäßig organisiert das CEC GDCh-Kolloquien, in dessen Rahmen renommierte Wissenschaftler aus dem In-und Ausland über ihre Forschung berichten und sich mit den GDCh-Mitgliedern vor Ort austauschen.
Hier
finden Sie die aktuellen GDCh-Vorträge im Ortsverband Ruhr.

Kopernikus-Projekte für die Energiewende

In den Kopernikus-Projekten zur Energiewende werden durch gemeinschaftliche Anstrengungen von Wissenschaft, Wirtschaft und Zivilgesellschaft, Lösungen zur Umstrukturierung des Energiesystems entwickelt.

In vier großen Projektkonsortionen sollen über einen Zeitraum von zehn Jahren Ergebnisse für neue Energiekonzepte erarbeitet werden.

Die Projekte fokussieren sich auf die folgenden vier Themenfelder: Die Entwicklung von Stromnetzen, die Speicherung überschüssiger erneuerbarer Energie durch Umwandlung in andere Energieträger, die Neuausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung und das verbesserte Zusammenspiel aller Sektoren des Energiesystems.

MPI CEC Direktor Prof. Robert Schlögl gehört zum Initiatorkreis und ist Beiratsvorsitzender der Forschungsinitiative.

Weiterführende Informationen liefert die offizielle Kopernikus-Website.

MANGAN

Für eine Zukunft mit einem sehr hohen Anteil an regenerativer Stromerzeugung ist das Konzept von Power-to-Gas vielversprechend. Hier wird überschüssiger Strom dazu verwendet, mit Hilfe der Wasserelektrolyse Wasserstoff zu produzieren und bei Bedarf in einem zweiten Schritt unter Verwendung von Kohlendioxid in synthetisches Methan umzuwandeln. Das Gas kann transportiert, gespeichert und in verschiedenen Anwendungsbereichen genutzt werden.

Eine lohnende Wasserspaltung mittels Elektrolyse ist zurzeit sowohl unter Effizienzgesichtspunkten, wie Energieeinsatz und Materiallebensdauer, als auch wegen fehlenden kostengünstigen Katalysatormaterialien nicht realisierbar. Ziel des Clustervorhabens Mangan ist es, das technische Potential des Elements Mangan als Katalysator in der Elektrolyse zu bestimmen.

Könnten beispielsweise Manganverbindungen die Funktion der bisher verwendeten seltenen Edelmetalle Ruthenium und Iridium übernehmen? Die teuren Edelmetalle könnten als Katalysator überflüssig und durch das häufig vorkommende Element Mangan ersetzt werden. Insgesamt 30 Expertinnen und Experten bestimmen im Clustervorhaben „MANGAN“ das technische Potential des Elements Mangan. Der Cluster verbindet zehn Hochschulen und vier Forschungseinrichtungen, wie die Max-Planck-Gesellschaft und das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie sowie ein Industrieunternehmen, das das Vorhaben aus Endanwendersicht begleitet. Am Ende des Projektes steht eine praxisorientierte Empfehlung an Anwender und eine quantitative Bewertung der Leistungsfähigkeit von Manganverbindungen als Katalysator.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert den Cluster seit dem 1. Mai 2015 für die kommenden vier Jahre mit rund 12,3 Millionen Euro.
(Text: FZJ Projektträger Jülich)

MAXNET Energy

MAXNET Energy ist ein Kooperationszusammenschluss innerhalb der Chemisch-Physikalisch-Technischen Sektion der Max-Planck-Gesellschaft zur effizienteren Forschungsarbeit auf dem Gebiet der Energieforschung und -konversion. Beteiligt sind 7 Max-Planck-Institute, das Fritz-Haber-Institut in Berlin sowie das Cardiff Catalysis Institute und die University of Virginia in Charlottesville.

Im Rahmen von MAXNET Energy wird die Forschung der unterschiedlichen Institute auf dem Gebiet der Energiekonversion gebündelt. Durch eine gemeinsame Plattform zum Austausch von Ergebnissen entstehen Synergien die für neue Forschungsansätze genutzt werden. So generiert MAXNET Energy einen erheblichen Mehrwert durch die optimale Vernetzung der Arbeitsgruppen über die Institute hinaus. Ein reger Austausch garantiert, dass innovative Materialsynthesen mit funktionalen Analysen zusammen gebracht werden, sodass Fragestellungen angegangen werden können, die die beteiligten Partner nicht alleine lösen könnten.

Weitere und detailliertere Informationen gibt es auf der MAXNET Energy Webseite

Photonenquelle BESSY II und EMIL

BESSY

Der Speicherring BESSY II in Berlin-Adlershof liefert extrem brillante Photonenpulse von der langwelligen Terahertz-Region bis hin zur harten Röntgenstrahlung, wobei die Nutzer den Energiebereich und die Polarisation der Strahlung wählen können. Rund 50 Strahlrohre an Undulator-, Wiggler- und Dipolquellen bieten dem Nutzer eine facettenreiche Mixtur von Strahlrohren und Messplätzen mit exzellenter Energieauflösung. Die Kombination von Brillanz und Photonenpulsen machen BESSY II zu einem idealen Mikroskop für Raum und Zeit und ermöglichen Zeit- und Ortsauflösungen mit bis zu Femtosekunden auf Picometerskala.

Das Profil von BESSY II wird größtenteils von den mehr als 2.500 Nutzern mitbestimmt. Eine wichtige Rolle nehmen dabei die Wissenschaftler des Helmholtz Zentrum Berlin (HZB), aber auch institutionelle Nutzer wie die Max-Planck-Gesellschaft, die Bundesanstalt für Materialforschung und kooperierenden Forschergruppen ein. So ist BESSY II aufgrund der Aktivitäten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt das europäische Strahlungsnormal zur Kalibrierung von Lichtquellen und Detektoren.

Quelle: Helmholtz Zentrum Berlin

EMIL

Das HZB und die Max Planck Gesellschaft (MPG) entwickeln und installieren gemeinsam ein neues Röntgen-Strahlrohr an der Synchrotronquelle BESSY II, das für die Analyse von Materialien für die regenerative Energiegewinnung eingesetzt werden soll. Das Großprojekt trägt den Namen EMIL (Energy Materials In-situ Laboratory Berlin) und beinhaltet zwei Laborkomplexe mit unterschiedlicher wissenschaftlicher Ausrichtung. Prof. Serena DeBeer, Forschungsgruppenleiterin am MPI CEC, ist für die PINK Beamline an EMIL verantwortlich.

Weitere Informationen: EMIL website.

PtTM@HGS

Eine attraktive Alternative zur Elektromobilität, basierend auf Batterien und Elektromotoren, bietet die Brennstoffzellentechnologie. 
Denn auch eine Brennstoffzelle liefert durch die Konversion von Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser praktisch emissionsfrei Strom. In Verbindung mit den effizienten und wartungsarmen Elektromotoren hat diese Technologie einiges an Potential: Die Energiedichte im Tank kann deutlich höher sein und die "Ladezeit" ist deutlich kürze als für eine Batterie.


Die Achillesverse dieser Technik ist jedoch der Brennstoffzellenkatalysator, dessen Preis und Haltbarkeit das Limit heutiger Brennstoffzellentechnologie absteckt. Das Herz der Brennstoffzelle besteht aus Platinpartikeln, nur wenige Nanometer groß, eingebettet in ein leitendes Kohlenstoffmaterial. Allerdings ist Platin als potenter Katalysator im Einsatz teuer und die Lebensdauer der Zelle wird durch die Widerstandsfähigkeit des Kohlenstoffträgers bestimmt.

Ein Forschungsverbund, der im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms "Forschung für eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung" des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie mit über 3 Mio. Euro gefördert wird, hat sich zum Ziel gesetzt, neue Katalysatormaterialien zu entwickeln, die Polymer-Elektrolyt-Membran- (PEM) Brennstoffzellen langlebiger und günstiger machen. 

Der Verbund, der an diesen Systemen Grundlagenforschung betreibt, setzt sich zusammen aus dem MPI für Eisenforschung in Düsseldorf, dem MPI für Chemische Energiekonversion und dem MPI für Kohlenforschung in Mülheim, dem Zentrum für Brennstoffzellen Technik in Duisburg, dem Forschungszentrum Jülich und dem weltweit operierenden Großunternehmen Umicore, das Technologieführer auf dem Gebiet Katalysatormaterialien ist.


Die Projekte umfassen eingehende Untersuchungen neuer Materialien, die auf ein tieferes Verständnis der Prozesse innerhalb der Brennstoffzelle abzielen – bis hin zur Entwicklung eines Katalysatormaterials, das langlebiger, günstiger und effizienter ist, als bisherige Systeme. Ein besonderes Augenmerk liegt hier auch darauf, hochkomplexe Nanostrukturen in größeren Mengen herstellen zu können, so dass der  Technologietransfer in die Anwendung möglich wird.

Exzellenzcluster - RESOLV

Exzellenzcluster 1069 RESOLV (Ruhr Explores Solvation) - Verständnis und Design lösungsmittelabhängiger Prozesse

Die Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder zielt darauf ab, gleichermaßen Spitzenforschung und die Anhebung der Qualität des Hochschul- und Wissenschaftsstandortes Deutschland in der Breite zu fördern und damit den Wissenschaftsstandort Deutschland nachhaltig zu stärken, seine internationale Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern und Spitzen im Universitäts- und Wissenschaftsbereich sichtbar zu machen. Zu den drei Förderlinien der Exzellenzinitiative gehören (1) Graduiertenschulen, (2) Exzellenzcluster und (3) Zukunftskonzepte zum projektbezogenen Ausbau der universitären Spitzenforschung.

Speziell mit den Exzellenzclustern sollen an deutschen Universitätsstandorten international sichtbare und konkurrenzfähige Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen etabliert und dabei wissenschaftlich gebotene Vernetzung und Kooperation ermöglicht werden.

Ein solches Exzellenzcluster in RESOLV (Ruhr Explores Solvation).

RESOLV ist hauptsächlich an der Ruhr Universität Bochum angesiedelt und beschäftigt sich mit Lösungsmittelprozessen. Forscher aus verschiedenen Disziplinen nähern sich mit ganz unterschiedlichen Methoden dem Wechselspiel zwischen gelösten Molekülen und ihren Lösungsmitteln an. Ziel der Kooperation ist es chemische Reaktionen, industrielle Prozesse und biologische Vorgängen in flüssiger Phase aus verschiedenen Blickwinkeln zu erforschen und so das neue Gebiet Solvation-Science zu etablieren, um Lösungsmittel zu entwickeln, die chemische Reaktionen effizienter und damit energiesparender machen könnten.

Sowohl Prof. Lubitz und seine Abteilung Biophysikalische Chemie als auch Prof. Neese und sein Department Molekulare Theorie und Spektroskopie sind Partner des Clusters.

Auführliche Informationen zum Exzellenzcluster RESOLV gibt es auf der Webseite der RUB.

Versuchs-Photovoltaikanlage

Die Versuchs-Photovoltaik-Anlage wurde als Teil der Forschungsaktivitäten im Bereich der Energiespeicherung am Max-Planck-Institut für chemische Energiekonversion (MPI CEC) installiert.
Die Besonderheit der Anlage liegt darin, dass sie aus fünf technologisch verschiedenen Photovoltaik-Modulen mit unterschiedlicher Fläche und Leistung besteht.

Weitere Informationen auf unserer Solar-Webseite.