Panorama

Gebündelte Wasserstoff-Forschung

10.12.2020 - Forschungsplattform CatLab soll neue Impulse in der Katalyse liefern.

Katalysatoren sind der Schlüssel für viele Techno­logien und Prozesse, die für den Aufbau einer klima­neutralen Wirtschaft benötigt werden. Um mit erneuer­baren Energien Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe in einem geschlossen CO2 Kreislauf zu produzieren, werden neue innovative kata­lytische Prozesse benötigt. Konventionelle Kata­lysatoren bestehen meist aus komplexen Material­kombinationen in Pulverform in einem Reaktor. In CatLab stehen völlig neue Ansätze im Fokus der Forschung, die Innovations­sprünge versprechen. Das Projekt startet mit einer fünfjährigen Aufbauphase. CatLab wird neben signi­fikanten Eigen­beiträgen der Partner im Rahmen der Nationalen Wasserstoff­strategie durch das Bundes­ministerium für Bildung und Forschung mit rund 51 Millionen Euro gefördert.

Das Helmholtz-Zentrum Berlin hat große Expertise in der Synthese und Charak­terisierung von dünnen Schichten und Material­systemen. Das Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft sowie das Max-Planck-Institut für Chemische Energie­konversion bringen ihre Kompetenzen in der Katalyse­forschung ein. Synthese- und Analysemethoden sollen mit neuen Verfahren zur automatischen Auswertung (Maschinelles Lernen) gekoppelt werden, um mittels „digitaler Katalyse“ ein rationales Materialdesign für maßge­schneiderte Kata­lysatoren zu beschleunigen. „Die Bundes­förderung für das CatLab Projekt unterstreicht das große Potenzial der Berliner Katalyse­forschung und die hohe Innovationskraft, die von unseren Forschungs­instituten für die Entwicklung grüner Wasserstoff­technologie ausgeht“, sagt Michael Müller, der Regierende Bürgermeister von Berlin und Wissenschafts­senator.

„Mit CatLab werden wir einen neuen Forschungs­schwerpunkt in der Katalyse in unmittel­barer Nachbarschaft zur Synchrotron­strahlungs­quelle Bessy II in Adlershof etablieren. Dort stehen modernste Synthese- und Analysemethoden bereit, um chemische und physikalische Abläufe während der kata­lytischen Prozesse in atomarer Auflösung und in Echtzeit zu analysieren“, sagt Bernd Rech, wissen­schaftlicher Geschäfts­führer am HZB. Robert Schlögl, Direktor am FHI und CEC hebt hervor: „Wir haben bereits in den letzten Jahren eine einzigartige operando-Mess­infrastruktur an Bessy II aufgebaut und ergänzen uns hier perfekt. Damit konnten wir ein neues Funktionsmodell von Kata­lysatoren gewinnen, das mittels der Dünnschicht­technologie optimiert werden kann. Nun werden wir diese Aktivitäten unter dem Dach des CatLab durch eine einzigartige Symbiose von Synthese und operando-Analyse weiter­entwickeln und ausbauen.“

Auch die chemische Industrie ist von Anfang an mit eingebunden. Die BASF beteiligt sich am Aufbau sowie an der Auswahl und Skalierung der Prozesse und Entwicklung der Reaktoren. Außerdem gibt es Kooperationen mit der Humboldt-Universität, dem Exzellenz­cluster UniSysCat und dem Labor BasCat, welches die TU Berlin zusammen mit der BASF betreibt. Über diese Koopera­tionen können weitere Partner integriert werden. CatLab hat somit das Potenzial, mit einer großen Berliner Allianz aus universitären und außer­universitären Forschungs­einrichtungen die Weltspitze der Katalyse- und Wasserstoff-Forschung zu erreichen.

HZB / JOL

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