Chemische Energie

Eine kohlenstoffneutrale Wirtschaft wird auf erneuerbaren Energien beruhen und sich auf fortschrittliche Konzepte für die kurz-, mittel- und langfristige Energiespeicherung und ein intelligentes System für die Verteilung und den Handel mit erneuerbaren Energien im globalen Maßstab stützen. Der Übergang zur Kohlenstoffneutralität erfordert erhebliche Fortschritte in der Forschung und Technologieentwicklung auf dem Gebiet der chemischen Energiespeicherung und der Energieträger über die gesamte Innovationskette hinweg. Die Entwicklung sicherer, kostengünstiger Batterien der nächsten Generation (über Lithium-Ionen hinaus) mit hoher Energiedichte wird für die Integration von Kurzzeit-Energiespeichern in den Stromsektor unerlässlich und für die Umgestaltung des Mobilitätssektors von zentraler Bedeutung sein. Die nachhaltige Massenproduktion von grünem Wasserstoff und chemisch-synthetischen Energieträgern wird der Schlüssel für die Umsetzung einer groß angelegten langfristigen Energiespeicherung im Stromsektor, die Schaffung eines Transport- und Handelssystems für erneuerbare Energien und die Dekarbonisierung des Industriesektors sein. Die Entwicklung katalytischer Prozesse und lichtgetriebener Brennstoffgeneratoren mit neuartigen Katalysatoren und Elektrokatalysatoren und deren Übertragung vom Labor- auf den industriellen Maßstab werden wichtige Impulse für diesen Prozess sein.

Die Aktivitäten in der Abteilung Chemische Energie konzentrieren sich auf drei Hauptforschungsthemen: (1) (elektro)chemische Energieumwandlung und -speicherung, (2) solare Brennstoffe und (3) Dünnschichtkatalyse. Wir entwickeln neue Materialien für diese Anwendungen und streben ein mechanistisches, molekulares Verständnis der durch Photonen und Elektronen angetriebenen Ladungstransferprozesse an Festkörper/Festkörper-, Festkörper/Flüssigkeits- und Festkörper/Gas-Grenzflächen unter realen Arbeitsbedingungen an. Parallel dazu entwickeln wir funktionierende Geräte und Demonstratoren, um die wichtigsten Herausforderungen bei der Umsetzung unserer Energieumwandlungs- und -speicherungskonzepte in technologische Lösungen zu ermitteln und zu bewältigen.