Kristallographie hilft bei der Energiewende

20.12.2021

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Mirijam Zobel

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Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert Projekt der RWTH Aachen.

 

Im Rahmen des Schwerpunktprogramms „Katalyse unter dynamischen Bedingungen“ fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ein neues Projekt zur Energiewende an der RWTH. Es untersucht, wie Katalysatoren optimiert und Reaktoren gefahren werden können, um den Energieschwankungen durch die begrenzte Verfügbarkeit von Sonne und Wind besser standzuhalten. Für das Projekt werden Kompetenzen im Bereich der Katalysatorherstellung und Strukturcharakterisierung gebündelt. Hierfür arbeiten Forschende des Instituts für Kristallographie der RWTH mit Projektpartnern der Universität Paderborn und der TU Kaiserslautern zusammen. Das Vorhaben wird mit einer Gesamtsumme von knapp 700.000 Euro über die Dauer von drei Jahren gefördert und startet im Frühjahr 2022. An der RWTH Aachen leitet die Lehrstuhlinhaberin für Kristallographie, Professorin Mirijam Zobel, das Projekt.

Ziel ist, aus klimaschädlichem Kohlendioxid und grünem Wasserstoff Methan herzustellen. Methan dient als chemischer Energiespeicher, beispielsweise als Kraftstoff oder zu Heizzwecken. „Da Sonne und Wind natürliche Schwankungen haben, ist grüner Wasserstoff nicht konstant verfügbar. Wir müssen deshalb Materialien und Prozesse entwickeln, die unter den dynamischen Bedingungen und Versorgungsengpässen von grünem Wasserstoff über lange Zeit stabil sind und die Methansynthese ermöglichen“, so Professorin Zobel. Um zu verstehen, wie die Aktivität der Katalysatormaterialien durch strukturelle Veränderungen während der Reaktion und der Versorgungsengpässe beeinflusst wird, nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einzigartige Methoden, die auf Röntgenlicht basieren. Mit Modellreaktoren untersuchen sie in Großforschungseinrichtungen die Prozesse und Strukturen auf atomarer Ebene, zeitlich aufgelöst im Sekundenbereich. „Struktur und Aktivität sind sehr eng miteinander verknüpft. Es ist faszinierend zu sehen, wie wir mit moderner Kristallographie Beiträge zur Energiewende leisten können“, so die RWTH-Professorin.

Schwerpunktprogramme sind ein Förderinstrument der DFG, um drängende wissenschaftliche Fragen durch Konsortien aus ganz Deutschland zu bearbeiten. Weitere Informationen zum Schwerpunktprogramm 2080 gibt es auf der Webseite.