Grüne Kraftstoffe und Chemikalien
Erneuerbare Energieträger aus Licht und Strom
Der Übergang zu einer nachhaltigen Energie- und Chemieproduktion ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Grüne Kraftstoffe und Chemikalien bieten eine Möglichkeit, unsere Abhängigkeit von fossilen Ressourcen zu verringern, den Kohlenstoffausstoß zu reduzieren und sauberere industrielle Prozesse zu schaffen. Mit erneuerbaren Energien, innovativen Aktivmaterialien und Katalysatoren sowie fortschrittlichen Technologien entwickeln wir am HZB neue Wege, um Kraftstoffe, grünen Wasserstoff und wichtige Chemikalien nachhaltiger und effizienter herzustellen. Diese Forschung ist entscheidend für den Aufbau einer klimafreundlichen Wirtschaft, für die Verringerung der Umweltverschmutzung und für die Sicherung einer grüneren Zukunft.
Forschungsplattform für Katalyse
Gemeinsam mit dem Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft und dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion haben wir unsere Kompetenzen in den Bereichen Katalyseforschung, Dünnschicht-/Nanotechnologie und Operandoanalyse in CatLab gebündelt. Als integrierte Forschungsplattform und Teil des Berliner Katalyse-Ökosystems generiert CatLab zukunftsweisendes Wissen und bietet grundlegende technologische Lösungen für die Entwicklung einer grünen Wasserstoffwirtschaft.
Solare Brennstoffe
Sonnenenergie ist nicht rund um die Uhr verfügbar. Sie lässt sich jedoch in chemischen Bindungen speichern, ähnlich wie bei der natürlichen Photosynthese in Pflanzen. Am HZB entwickeln wir Halbleiter, die unter Sonneneinstrahlung chemische Bindungen an ihrer Oberfläche aufbauen und wieder auflösen können. Eine der größten Herausforderungen bei diesem künstlichen Photosyntheseprozess ist die Suche nach Halbleitern, die unter rauen chemischen Bedingungen stabil bleiben. Wir treiben diese Technologie in mehreren Bereichen voran: vom Design geeigneter Materialien und dünner Schichten über die Untersuchung grundlegender Ladungstransferprozesse bis hin zur Entwicklung von Geräten zur Wasserspaltung.
Neuartige Materialien und Konzepte für grünen Wasserstoff und Chemikalien
Am HZB erforschen wir die elektrochemische Umwandlung erneuerbarer Rohstoffe wie Wasser oder Kohlendioxid in chemische Energieträger. Betrieben mit Ökostrom, ermöglicht dieser Prozess eine nachhaltige und kohlenstoffneutrale Produktion von Kraftstoffen und wertvollen Chemikalien. Produkte wie grüner Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe, darunter Methan, Methanol und Ethylen, sind wichtige Ausgangsstoffe für die Industrie. Wir entwickeln Materialien für diese Umwandlung, analysieren Leistungsengpässe und verbessern die Skalierbarkeit durch innovative Geräte.
Unser Alleinstellungsmerkmal: Katalysatormaterialforschung in Echtzeit
Die Entwicklung maßgeschneiderter Katalysatormaterialien in Kombination mit Echtzeitanalysen beschleunigt die Entwicklung neuartiger Katalysatoren. In katalytischen Reaktionen laufen viele Prozesse gleichzeitig ab: Katalysatoroberflächen verändern sich, und flüchtige Zwischenprodukte bilden sich. Herkömmliche Analysen erfassen nur Momentaufnahmen und berücksichtigen nicht die zeitlichen Veränderungen von Reaktionen und Materialien. Mit unseren modernen in-situ- und operando-Methoden an der Röntgen-Lichtquelle BESSY II beobachten wir diese Prozesse an den Grenzflächen in Echtzeit. So gewinnen wir wertvolle Einblicke mit denen wir effizientere Katalysatoren entwickeln.
Zusammenarbeit für Innovation
Kollaboration ist das Herzstück unserer Arbeit. Wir sind tief in die deutsche und globale Forschungslandschaft eingebettet und arbeiten mit führenden Forscher*innen und Entwickler*innen zusammen, um Innovationen bei sauberen Kraftstoffen und Chemikalien voranzutreiben. Durch interdisziplinäre Partnerschaften mit Industrie und Wissenschaft in Deutschland, Europa und der ganzen Welt treiben wir den Fortschritt gemeinsam voran. Erfahren Sie mehr über unsere ausgewählten Projekte:
Starke Netzwerke
Das HZB ist Teil des Exzellenzclusters UniSysCat, einem führenden Forschungsnetzwerk in Berlin, mit den Schwerpunkten Katalyse für Energieumwandlung, nachhaltige Chemie und Lebenswissenschaften. UniSysCat fördert die Zusammenarbeit zwischen Universitäten und Forschungsinstituten. So beschleunigt es Innovationen von der Grundlagenforschung bis hin zu realen Anwendungen. Gemeinsame Projekte, eine gemeinsame Infrastruktur und Talententwicklung stärken die Berliner Forschungslandschaft. Sie positionieren die Stadt als globales Zentrum für Katalyse und nachhaltige Technologien.
Kontakt
Bereichssprecher für Chemische Energie
Unsere Expert*innen
Photoelektrochemie
Operando-Analyse für Thermocatalyse
Fest-Flüssig-Grenzflächen im Nanobereich
Materialien und Technologien für Elektrolyse
Video: „Wir haben die Technologie zur Erzeugung von grünem Wasserstoff - was hindert uns daran, sie einzuführen?" Dr. Michelle Browne
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