Den Lösungen für morgen den Weg bereiten: Mit dieser Motivation arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aller neun Landesuniversitäten an einer Zukunft, in der fossile Rohstoffe und Energieträger zunehmend durch nachhaltige Alternativen ersetzt werden. Auf der heutigen Landespressekonferenz in Stuttgart präsentierten die 9 Landesuniversitäten eine Liste mit 99 Forschungsprojekten für eine postfossile Zukunft. Zustimmung und Unterstützung erhielt die Veröffentlichung durch die Wissenschaftsministerin Baden-Württembergs, Petra Olschowski, sowie durch die Hauptgeschäftsführerin der IHK Region Stuttgart, Susanne Herre, die beide an der Pressekonferenz teilnahmen.
Eine Liste der Projekte der Uni Ulm finden Sie am Textende
Sonnenenergie in Molekülen speichern, Erdöl durch nachwachsende Rohstoffe ersetzen oder industrielle Prozesse und Landwirtschaft energieeffizienter machen – das sind nur einige der Lösungen, die an den Universitäten in Baden-Württemberg zurzeit erarbeitet werden. Als Ausschnitt ihrer Forschung präsentieren die neun Landesuniversitäten heute insgesamt 99 Projekte, die den Weg in eine postfossile Zukunft bereiten.
„Die Universitäten im Land zeigen mit ihren Projekten, welchen Beitrag die Wissenschaft zur Gestaltung der Zukunft unserer Gesellschaft leistet“, sagt Professorin Karla Pollmann, Rektorin der Universität Tübingen und Vorsitzende der Landesrektoratekonferenz Baden-Württemberg. „Die aktuellen Krisen rund um Energie und Rohstoffe führen uns vor Augen, wie abhängig unsere Wirtschaft und unser Alltag noch immer von fossilen Ressourcen sind. Zugleich macht der Erdüberlastungstag jedes Jahr sichtbar, dass wir mehr Ressourcen verbrauchen, als unser Planet dauerhaft bereitstellen kann. Gerade in solchen Zeiten sind neue Ideen und wissenschaftliche Erkenntnisse gefragt. Mit ihrer Forschung übernehmen die Universitäten Verantwortung und entwickeln Lösungen für die Herausforderungen unserer Zeit,“ so Professorin Pollmann.
Mit den 99 ausgewählten Projekten wollen die neun Landesuniversitäten exemplarisch Einblick in ihre Forschung für eine postfossile Zukunft geben. Die Projekte zeigen, wie wissenschaftliche Erkenntnisse neue Technologien und Konzepte für einen nachhaltigen Umgang mit Energie und Ressourcen ermöglichen. Sie helfen dabei, die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen und Energieträgern zu verringern und neue Perspektiven für den Forschungs- und Innovationsstandort Baden-Württemberg zu eröffnen. Zugleich können sie dazu beitragen, den Klimawandel zu bremsen und zukünftigen Generationen einen möglichst lebenswerten Planeten zu erhalten.
Forschung der Universität Ulm ist breit aufgestellt
„Die Projekte der Universität Ulm zeigen, wie breit unsere Forschung für eine postfossile Zukunft aufgestellt ist: von grüner Energie und leistungsfähigen Speichern über klimafreundliche Chemie bis hin zur Nutzung von CO₂ als Rohstoff“, sagt Professor Michael Weber, Präsident der Universität Ulm. „Mit unseren wissenschaftlichen Erkenntnissen möchten wir zu Lösungen beitragen, die das Klima schützen und die Gesellschaft auch wirtschaftlich voranbringen.“
Die Universität Ulm beteiligt sich mit Projekten zu neuartigen Batterien jenseits von Lithium, grünem Wasserstoff nach dem Vorbild der Natur und energieeffizienteren Industrieprozessen wie einer besonders sparsamen Destillationsanlage an der Aktion. Weitere Vorhaben befassen sich mit der Steuerung von Biogasproduktion, mit der Nutzung von Mikroorganismen für Kunststoffrecycling und die Herstellung wichtiger Grundchemikalien sowie mit Verfahren, die CO₂ direkt aus der Luft beispielsweise über bestehende Kühltürme gewinnen und der Umwandlung von CO2 und Methan in industrielle Alkohole. Hinzu kommen Forschung zur Herstellung von Ammoniak mit grünem Wasserstoff, zu Materialien für die Kernfusion – eine mögliche künftige Energiequelle, bei der Atomkerne verschmelzen – und ein internationales Promovierenden-Netzwerk, das photokatalytische Chemieprozesse in die industrielle Anwendung bringen soll.
Ministerin: „Wir müssen die Abhängigkeit von fossiler Energie überwinden“
„‚99 Projekte für eine postfossile Zukunft‘ – mit dieser Initiative beweisen unsere Universitäten einmal mehr ihre Innovationskraft und ihre gesellschaftliche Relevanz. Dafür bin ich ihnen sehr dankbar“, kommentiert die Wissenschaftsministerin von Baden-Württemberg, Petra Olschowski. „Wir müssen die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern überwinden. Das schützt das Klima und stärkt unseren Wirtschaftsstandort. Baden-Württemberg hat alles, was es dafür braucht: exzellente Forschung, starke Hochschulen, innovative Unternehmen und einen leistungsfähigen Mittelstand. Die 99 Forschungsprojekte der neun Landesuniversitäten beweisen, dass unsere Wissenschaft mit neuen Ideen den Wandel vorantreibt“, so die Ministerin. „Wer bei GreenTech führend ist, stärkt die technologische Souveränität und sichert unsere europäische Spitzenposition als Innovationsland Nummer 1. Investitionen in grüne Schlüsseltechnologien sichern Wohlstand, Arbeitsplätze und technologische Unabhängigkeit. Baden-Württemberg geht diesen Weg nicht nur mit, sondern führt ihn an. Das schaffen wir durch zielgerichteten
Technologietransfer und eine aktive Strukturpolitik, die mit der Spitzenforschung an unseren Hochschulen beginnt.“
IHK-Vertreterin: „Wirtschaft steht zu Klimazielen und nachhaltiger Transformation“
„Die Wirtschaft steht zu den Klimazielen und zum Umstieg auf nachhaltige Energieträger und Rohstoffe. Das ist nicht nur eine Verpflichtung gegenüber künftigen Generationen, sondern auch eine große wirtschaftliche Chance. Baden-Württemberg kann mit seiner starken Forschungslandschaft, seinem innovativen Mittelstand und seinen Technologieunternehmen bei GreenTech-Lösungen weltweit punkten“, sagt Dr. Susanne Herre, Hauptgeschäftsführerin der IHK Region Stuttgart. „Entscheidend ist, dass neue Erkenntnisse den Weg aus der Forschung in die Anwendung finden. Die heute vorgestellten 99 Projekte zeigen eindrucksvoll das Innovationspotenzial unserer Universitäten und können wichtige Impulse für den Technologietransfer in die Unternehmen geben“, so Herre.
Große Bandbreite deckt alle Herausforderungen ab
Im Detail spannen die Forschungsprojekte einen Bogen von neuen Materialien und Rohstoffen über Technologien für eine nachhaltige Energieversorgung bis zu politischen und gesellschaftlichen Fragen der Transformation. Dabei bringen alle Universitäten ihre jeweiligen Stärken ein: Volluniversitäten wie Freiburg, Heidelberg, Konstanz und Tübingen setzen auf die ganze Breite ihres Fächerspektrums. Universitäten wie Stuttgart, Ulm und das KIT glänzen unter anderem mit ihrer besonderen Expertise in Technik und Ingenieurwissenschaften. Spezialisierte Universitäten wie Hohenheim und Mannheim bestechen mit ihrem jeweils besonderen fachlichen Profil.
Ulmer Projekte
Hier finden Sie kuratierte Auswahl der Projekte, in denen an der Universität Ulm zum Thema geforscht wird.
Auf der Suche nach Batterien für das Post-Lithium-Zeitalter
Ziel des Exzellenzclusters POLiS ist es, umweltfreundliche, sichere und leistungsstarke Speichermaterialien zu entwickeln, die möglichst ohne knappe und problematische Rohstoffe wie Lithium und Kobalt auskommen. Stattdessen sollen Batterieelektroden auf der Basis von Natrium, Kalium, Calcium beziehungsweise Magnesium realisiert und evaluiert werden. Diese Batterien sollen Strom aus Wind- und Sonnenenergie sicher, effizient und nachhaltig speichern. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Energiewende und ermöglichen eine umweltfreundliche Elektromobilität.
POLiS − Post Lithium Storage
Exzellenzcluster des KIT, der Universität Ulm und der Justus Liebig Universität Gießen
Prof. Birgit Esser, Universität Ulm, Institut für Organische Chemie II und Neue Materialien, E-Mail: birgit.esser(at)uni-ulm.de
Prof. Helmut Ehrenberg (KIT/IAM-ESS); Dr. Christian Punckt (POLiS Geschäftsstelle und IAM-ESS)
Gefördert durch: Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder
Grüner Wasserstoff nach dem Vorbild der Natur
Grüner Wasserstoff ist einer der wichtigsten Pfeiler der Energiewende. Im Transregio Sonderforschungsbereich 234 „CataLight“ werden photokatalytische Prozesse erforscht, die es möglich machen, mit Hilfe der Energie aus dem Sonnenlicht, Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten – ganz nach dem natürlichen Vorbild der Photosynthese. Hierfür werden spezielle photokatalytische Materialien entwickelt, mechanistisch untersucht und optimiert, die Sonnenenergie aufnehmen, in chemischer Form speichern und später „auf Knopfdruck“ wieder abgeben können.
SFB/TRR 234 CataLight
„Light-driven Molecular Catalysts in Hierarchically Structured Materials“
Prof. Dr. Sven Rau, Universität Ulm, Institut für Anorganische Chemie I, E-Mail: sven.rau(at)uni-ulm.de, Telefon: 0731/5023900
Beteiligte Partner: Friedrich Schiller-Universität Jena
Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Destillationsanlage der Superlative halbiert Energie- und Investitionskosten
Die Destillation ist ein Kernprozess der chemischen Industrie, der etwa zehn Prozent des globalen Energieverbrauchs ausmacht. Ulmer Chemieingenieure haben eine hochleistungsfähige und vor allem nachhaltige Destillationsanlage in Betrieb genommen. Die weltweit einzigartige Multiple Trennwandkolonne bewältigt ebenso viele chemische Trennprozesse wie drei übliche Destillationsanlagen in der Industrie. Dabei verbraucht die Ulmer Kolonne nur halb so viel Energie; die Investitions- und Betriebskosten sind deutlich niedriger.
Prof. Thomas Grützner, Universität Ulm, Institut für Chemieingenieurwesen, E-Mail: thomas.gruetzner(at)uni-ulm.de
Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Deutsche Bundesstiftung Umwelt
Licht soll Chemieindustrie grüner machen
Die Herstellung einer Vielzahl chemischer Stoffe lässt sich durch die Nutzung von Licht nachhaltiger und sauberer machen. Im EU-Projekt PROSPER erforscht ein internationales Promovierenden-Netzwerk, an dem Wissenschaft und Industrie beteiligt sind, wie sich photokatalytische Prozesse für die industrielle Anwendung auf Großmaßstab skalieren lassen. PROSPER bildet Nachwuchsforschende in wissensbasiertem Design industrieller Photoreaktoren aus – von Strahlungsfeld-Charakterisierung über Stoff- und Wärmetransport bis hin zu Reaktionssicherheit und Scale-up. Industrielle Photochemie ersetzt energieintensive fossile Prozesse durch lichtgetriebene Synthese. MSCA Industrial Doctorate, koordiniert von der Universität Ulm.
Prof. Dr. Dirk Ziegenbalg Institut für Chemieingenieurwesen Universität Ulm dirk.ziegenbalg(at)uni-ulm.de
Beteiligte Partner: KU Leuven (BE), Kemijski Institut Ljubljana (SI), INP Toulouse (FR), JGU Mainz (DE) sowie Industriepartner
Gefördert durch: Horizon Europe
Wie Kühltürme helfen können, CO2 aus der Luft zu holen
Das Projekt RetroCO2L untersucht, wie vorhandene industrielle Kühltürme zu Anlagen für Direct Air Capture umgerüstet werden können. So kann CO2 großflächig aus der Luft gewonnen werden, um unvermeidbare Emissionen auszugleichen oder als nichtfossile Kohlenstoffquelle für Chemikalien und Kraftstoffe zu dienen.
Prof. Dr.-Ing. Robert Güttel, robert.guettel(at)uni-ulm.de
Beteiligte Partner: TU München
Gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)
Ammoniak aus grünem Wasserstoff: Neue integrierte Reaktortechnologie für die Energiewende
Ammoniak kann Düngerrohstoff und gut transportierbarer Wasserstoffträger sein und hilft so, fossile Erdgasrouten in Chemie und Energielogistik zu ersetzen. Das Projekt PICASO verbessert die Herstellung von Ammoniak mit grünem Wasserstoff aus Elektrolyse statt mit Wasserstoff aus Erdgas.
PICASO − Process Intensification & advanced Catalysis for Ammonia Sustainable Optimized process
Prof. Dr.-Ing. Robert Güttel, Universität Ulm, robert.guettel(at)uni-ulm.de
Beteiligte Partner: Fraunhofer ISE
Gefördert durch: BMFTR
Umwandlung von Methanol und CO2 in industrielle Alkohole
Die Alkohole Butanol und Hexanol sind wichtige industrielle Zwischenprodukte und werden bisher fast ausschließlich petrochemisch hergestellt. Das Projekt untersucht die anaerobe, biotechnologische Umwandlung von Methanol und CO₂ zu Butanol und/oder Hexanol. Methanol ist ein günstiger Rohstoff, der per elektrochemischer CO₂-Reduktion mit grünem Wasserstoff erzeugt werden kann. Eubacterium callanderii fermentiert Methanol+CO₂ zu Acetat, Butyrat und möglicherweise zu den entsprechenden Alkoholen.
APEROL: Anaerobic Production with Eubacterium for Renewable alkohOL
Dr. Frank Bengelsdorf, Universität Ulm, frank.bengelsdorf(at)uni-ulm.de
Beteiligte Partner: BASF, Universität Tübingen
Gefördert durch: EFRE-BW, L-Bank, BASF
Mikroorganismen verwandeln Problemmüll in Grundchemikalien
Gemischte Kunststoffe gelten als schwer recycelbarer Problemmüll. Durch die Kombination von Vergasungstechniken mit mikrobiologischen Prozessen soll der Kunststoffabfall in wiederverwendbare Materialien für die chemische Industrie umgewandelt und so nachhaltig verwertet werden. Ziel ist es, mithilfe mikrobieller Stoffwechselleistungen die in energiereiches Gas umgewandelten Abfälle in die Grundchemikalien Acetat, Butyrat, Ethanol, Butanol und Isobutanol umzuwandeln.
Mischkunststoffe: vom Problemfall zur Problemlösung durch Inwertsetzung mit Mikroorganismen
Dr. Frank Bengelsdorf, Universität Ulm, frank.bengelsdorf(at)uni-ulm.de
Beteiligte Partner: Universität Stuttgart
Gefördert durch: MWK Baden-Württemberg
Steuerung der Biogasproduktion zur Stabilisierung des Stromnetzes
Die Echtzeitüberwachung des Biogasprozesses ermöglicht, Biomethan effizienter zu erzeugen, mit gezielter Substratzufuhr die Biogaserzeugung zeitlich zu steuern, um Strompreisspitzen zu begegnen und das Stromnetz zu stabilisieren. Am Institut für Botanik wurde eine Biogas-Überwachung mittels CO₂-Partialdruck entwickelt und in einem BMLEH Forschungsprojekt zur Praxisreife gebracht. Die nachfolgende EXIST-Förderung führte zur Gründung des Startups OptProC, das von der Universität Ulm unterstützt wird und mit ihren Einrichtungen kooperiert.
Prof. Marian Kazda, Universität Ulm, marian.kazda(at)uni-ulm.de
Gefördert durch: Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH)
Mit Licht CO2 aus der Luft holen
Nutzung von Solarenergie, um aus einem Gasstrom aufgenommenes CO2 wieder freizusetzen. Durch die Erhöhung der verfügbaren Menge an CO2 nach der Abspaltung in einer Lösung kann CO2 leichter zu Wertstoffen umgewandelt werden. SolarDAC entwickelt ein lichtgetriebenes Verfahren zur direkten CO₂-Abscheidung aus der Luft (Direct Air Capture) mittels Photokatalyse.
SolarDAC − a Light–driven Molecular Transport System for Direct Air Capture of CO2
Prof. Dr. Sven Rau, Universität Ulm, Institut für Anorganische Chemie I, E-Mail: sven.rau(at)uni-ulm.de, Telefon: 0731/5023900
Gefördert durch: Vector-Stiftung
Digitale Zwillinge helfen bei der Entwicklung leistungsfähiger Polymerbatterien
Um leistungsfähigere, langlebige Polymerbatterien zu entwickeln untersucht das Projekt die Elektrodenstruktur von Polymerbatterien mittels 3D Tomographie im Nano- und Mikrometerbereich. Auf Basis der Bilddaten werden digitale Zwillinge und Simulationsmodelle generiert, um den Einfluss verschiedener Morphologien auf Ladungstransport und elektrochemische Prozesse zu analysieren. Die im Projekt erzielten Ergebnisse dienen zur weiteren Dekarbonisierung der Energieerzeugung und -speicherung.
„Characterization of fabrication-microstructure-property relationships for polymer-based battery materials, combining tomographic 3D imaging with modeling and simulation"
Prof. Volker Schmidt, Universität Ulm, volker.schmidt(at)uni-ulm.de
Beteiligte Partner: Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr Hamburg, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie
Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Wie Reaktormaterialien für die Kernfusion strukturiert sein müssen
Die Kernfusion gilt als zukünftige und nachhaltige Energiequelle. Sie könnte langfristig die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern deutlich verringern, jedoch befinden sich Fusionsreaktoren weltweit noch in der Entwicklungsphase. Im Projekt A-SMART-FIT werden Wolframkomposit-Prototypen für den Einsatz in Fusionsreaktoren untersucht. Ihre Mikrostrukturen werden statistisch analysiert und mithilfe räumlicher stochastischer Modellierung optimiert. Daraus werden Empfehlungen zur gezielten Strukturierung von Reaktor-Materialien für Hersteller abgeleitet.
Industrialisierung von intelligenten Legierungen und Wolfram-Faser verstärkten Wolfram-Kompositen für Fusionskraftwerke
Prof. Volker Schmidt, Universität Ulm, volker.schmidt(at)uni-ulm.de
Beteiligte Partner: RWTH Aachen, Forschungszentrum Jülich
Gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)
Liste der 99 Projekte
Die 99 Projekte für eine postfossile Zukunft ist eine kuratierte Auswahl. Alle Projekte unter www.lrk-bw.de/99projekte
Noch mehr Projekte der einzelnen Universitäten finden Interessierte ab heute auf deren jeweiligen Internetseiten:
www.uni-freiburg.de/99projekte
www.uni-heidelberg.de/de/99projekte
www.uni-hohenheim.de/99projekte
www.kit.edu/99projekte
www.uni-konstanz.de/99projekte
www.uni-mannheim.de/99projekte
www.uni-stuttgart.de/universitaet/profil/nachhaltigkeit/99-projekte/index.html
www.uni-tuebingen.de/99projekte
www.uni-ulm.de/99projekte