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Archive for the ‘Energie & Klima’ Category

Von Tony Boehle – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27335434

Metallorganische Gerüstverbindungen oder MOFs gehören vielleicht zu den spannendsten Materialklassen überhaupt. Die Vielfalt der möglichen Zusammensetzungen, Strukturen und Oberflächeneigenschaften eröffnet eine enorme Breite möglicher Anwendungsgebiete. Das zeigt ein Blick auf einige beispielhafte Veröffentlichungen der letzten Monate:

  • Eines der vielbeachteten Einsatzgebiete von MOFs ist die Abtrennung von CO2 aus feuchten Gasströmen. Bisher bereitet das große Probleme, weil die Wassermoleküle mit CO2 um die Bindungsstellen an vielen adsorptiven Materialien konkurrieren. Wissenschaftler der Polytechnischen Hochschule Lausanne um Peter Boyd screenten mit einem Computermodell 325.000 metallorganische Gerüstverbindungen auf ihr Adsorptionsverhalten. Dabei stießen sie auf 35 Strukturen, die CO2 aus nassen Abgasen filtern können. Der Trick: Die Materialien verfügen über getrennte Bindungsstellen für Wasser bzw. für CO2. So wird die Konkurrenz der beiden Moleküle vermieden. Die Ergebnisse aus dem Rechner konnten an zwei Materialien bereits verifiziert werden – sie eignen sich besser als bisher verfügbare Zeolithe und ähnliche Materialien zur CO2-Abtrennung aus feuchter Umgebung. (Publikation in Nature)
  • Ein Team der Universität Manchester stellte im November Ergebnisse zum Einsatz von MOF gegen Luftverschmutzung durch Stickoxide vor. Das „Manchester Framework Material 520 – MFM-520“ adsorbiert 4,2 mmol NO2-Dimere pro g. Behandelt man das MOF anschließend mit Wasser in Luft, wird das NO2 quantitativ zu HNO3 umgewandelt, und das MOF wird vollständig regeneriert. Damit steht ein neues edelmetallfreies Material für die Denitrifikation von trockenen und feuchten Gasströmen zur Verfügung. (Webseite der Universität Manchester)
Photo by Heorhii Heorhiichuk on Pexels.com
  • Auch andere gefährliche Substanzen lassen sich mit Hilfe von MOFs aus der Atemluft entfernen: Im Journal der American Chemical Society berichten Wissenschaftler aus den USA und China über den Einsatz von MOFs, um chemische Kampfstoffe aus der Luft unschädlich zu machen. Bisherige Ansätze scheiterten daran, dass für die Hyrolyse der Nervengifte alkalische Lösungen mit flüchtigen toxischen Basen benötigt wurden. Die Forscher der Nordwestern University und ihre Partner kombinieren MOFs auf Zirkonium-Basis mit linearem Polyethylimin, einer festen Base. Der Verbundstoff speichert genug Wasser aus der Luftfeuchtigkeit, um die Hydrolyse ohne flüssiges Wasser zu ermöglichen. Er lässt sich auf Textilien auftragen und kann so beispielsweise in Luftfiltern oder Schutzanzügen eingesetzt werden. (Artikel im J. Am.Chem. Soc.)
  • Doch der Einsatz von metallorganischen Gerüstverbindungen beschränkt sich nicht nur auf die Abtrennung von Gasen. So berichteten Wissenschaftler kürzlich in Nature Communications über Wege, MOFs so zu designen, dass sie als Katalysatoren bei der Wasserelektrolyse die Sauerstoffentstehung fördern. Dabei werden Verknüpfungen innerhalb des MOF entfernt; anstelle von Liganden mit mehreren Koordinationsstellen werden einfache Liganden eingesetzt, so dass die Netzwerkstruktur Lücken bekommt („missing linkers“). Erste experimentelle Ergebnisse bestätigen die Berechnungen und lassen darauf schließen, dass durch diese Methoden auch MOFs für andere katalytische Reaktionen optimiert werden können. (Artikel in Nature Communications)

Mehr Aktuelles zu metallorganischen Gerüstverbindungen gibt es bei der 7th International Conference on Metal-Organic Frameworks and Open Framework Compounds vom 20 – 23 September 2020 in Dresden. Bis 14. Februar 2020 können Sie Ihren Beitrag einreichen.

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Was wird die Prozesstechnik morgen beschäftigen? Wohin entwickelt sich die Biotechnologie? Und wer muss mit wem zusammenarbeiten, um diese Fragestellungen aktiv anzugehen?

Mehr als 50 Experten diskutierten beim Strategieworkshop über Zukunftsthemen

Neue Themen zu entdecken und aktiv mitzugestalten, gehört zu den wichtigsten Aufgaben der DECHEMA. Viele Ideen entstehen aus den Gremien heraus. Aber es liegt in der Natur der DECHEMA und von ProcessNet, dass die ganz wesentlichen Herausforderungen nicht eine Fachgruppe oder ein Ausschuss alleine bearbeiten kann. Von der Energiewende über die Nutzung nachwachsender Rohstoffe bis zum Umgang mit den neuen Datenströmen in der Prozessindustrie – fachübergreifende Zusammenarbeit ist mehr denn je gefragt.

„Verantwortung Zukunft“

Der gemeinsame Strategieworkshop von DECHEMA-Fachgemeinschaft Biotechnologie und ProcessNet Mitte Oktober in Wiesloch hatte genau das zum Ziel: Es ging darum, die Fragestellungen von morgen zu identifizieren und zu bearbeiten. Rund 50 Expertinnen und Experten, die die unterschiedlichsten Fachrichtungen innerhalb der Community repräsentieren, trafen sich unter dem Motto „Verantwortung Zukunft“.

Die Aufgabenstellung: Die unübersehbar großen Themen Digitalisierung, Biologisierung und Circular Economy sollten greifbar gemacht und strukturiert werden. Als viertes Thema kristallisierte sich schon zu Beginn im neuen Veranstaltungsformat BarCamp die Kommunikation heraus: Technologischer Fortschritt ist ohne gesellschaftlichen Dialog nicht (mehr) möglich – aber wie kann dieser Dialog angestoßen und geführt werden?

Themen und Aufgaben definiert

Digitalisierung und neue Lebensmittel = „Kuh 2.0“?

Das Ergebnis: Nach zweieinhalb Tagen intensiver gemeinsamer Arbeit in World Cafés und Workshops liegen nun zu den drei Fachthemen umfangreiche Kataloge mit verschiedenen Arbeitsempfehlungen vor: Von der „Kuh 2.0“ als Stichwort für biosynthetische Lebensmittel über die Definition der Circular Economy bis zur Einordnung der vielfältigen Digitalisierungsthemen nach Entwicklungsgrad wurden Fragestellungen formuliert, die handhabbar sind. Namentlich benannte „Kümmerer“ sind dafür verantwortlich, diese Themen weiter zu verfolgen – sei es in Form eines spezifischen Workshops mit Experten, sei es in Form eines Diskussionspapiers oder als Ausgangspunkt für ein mögliches Projekt. Zur Kommunikation wurden sehr konkrete Handlungsaufträge entwickelt, die in der nächsten Zeit gemeinsam mit der Geschäftsstelle umgesetzt werden sollen. Anfang des Jahres werden die Ergebnisse in den Gremien von ProcessNet und DECHEMA-Fachgemeinschaft Biotechnologie vorgestellt und die Aktivitäten mit allen Beteiligten gestartet.

Dass ein so fruchtbarer Workshop überhaupt möglich war, ist zum Einen dem großen Engagement all derer zu danken, die als Ehrenamtliche zwei Tage ihrer Zeit geopfert und sich mit großem Einsatz beteiligt haben. Zum Anderen gilt der Dank aber auch all denen, die schon vorher über ihre Fachgruppen und Beiräte zur Themensammlung beigetragen haben.

An die Arbeit!

Das Ende des Strategieworkshops bildet damit den Anfang einer ganzen Palette thematischer Aktivitäten und das klare Bekenntnis von ProcessNet und DECHEMA-Fachgemeinschaft Biotechnologie: Gemeinsam übernehmen wir Verantwortung für die Zukunft.

DECHEMA-Mitglieder finden Anfang 2020 die Informationen zu den konkreten Aktivitäten im Mitgliederbereich der Webseite und können sich dann beteiligen – wir informieren Sie per Newsletter und DECHEMA aktuell.

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Die Stimmung war hervorragend beim 12. Bundesalgenstammtisch im September 2019 in Kiel. Sicher trug auch der Tagungsort dazu bei. Denn die ca. 120 Teilnehmer konnten nicht nur aktuelle Forschungsergebnisse erfahren und intensiv diskutieren, sondern in und rund um Kiel Algenkultivierung und – nutzung live erleben. Kiel hat sich in den letzten Jahren zu einer Hochburg für die Algenbiotechnologie entwickelt, und auf den angebotenenen fünf Exkursionen zu Unternehmen und Instituten in der Region konnten sich die Gäste selbst ein Bild von Forschung und Anwendung entlang der Wertschöpfungskette machen.

Auch im Vortragsprogramm hatten die örtlichen Aktivitäten ihren Platz. Dazu kamen Vorstellungen der neuen „Innovationsräume Bioökonomie“, namentlich  BaMS und BioBall, in denen Mikroalgen eine Rolle spielen werden. Weitere Sessions befassten sich mit der Nährstoffversorgung von Algenkulturen, den Wechselwirkungen zwischen Alge und Reaktorsystem und der Frage, wie man marktfähige Produkte auf Basis von Algen entwickelt.

Zusätzlich zu den Präsentationen konnten sich die Teilnehmer in der Posterausstellung einen Überblick über den Stand der Wissenschaft verschaffen.

Das nächste Treffen der Algencommunity wird im Rahmen der 34. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen vom 21.-14. September 2020 in Aachen stattfinden. Der Call for Papers öffnet Ende Oktober 2019.

Im Frühjahr 2021 findet dann in Wien der erste DACH-Algen-Kongress statt, der das Jahrestreffen des österreichischen Netzwerkes Algen und den deutschen Bundesalgenstammtisch in einer gemeinsamen Veranstaltung des DACH-Netzwerkes Algen bündelt.

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Power-to-X ist ein Konzept, das scheinbar alle Wünsche erfüllt: Eine Wirtschaft, die gleichzeitig den Energiebedarf deckt, Mobilität und Wärme gewährleistet und sogar als Grundlage der Chemieproduktion dienen kann und dabei gleichzeitig klimaneutral und ressourcenschonend ist. Doch wie weit sind wir von der Umsetzung entfernt?

Power-to-X-Technologien nutzen Strom aus erneuerbaren Quellen, um aus Kohlendioxid Gas, Kraftstoffe oder Chemikalien (subsummiert als „x“) zu erzeugen. Indem solche neuen Prozesse entwickelt und umgesetzt werden, lässt sich die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen reduzieren. Auch Dr. Simon Hafner, ThyssenKrupp Industrial Solutions, sieht das so: „Power-to-X-Technologien werden ein wichtiger Baustein sein, um den Übergang aus der fossilen Energieversorgung erfolgreich zu meistern.“ Gleichzeitig können diese Verfahren dazu beitragen, die Schwankungen in der erneuerbaren Stromerzeugung auszugleichen. Schlüssel dafür ist die Integration der Energiewirtschaft mit dem Verkehrssektor und der chemischen Industrie.

Kern von Power-to-X: Elektrolyse

„Power-to-X entwickelt sich von einem möglichen Szenario zu einer absoluten Notwendigkeit“, sagt Arnaud de Lhoneux, Regional Business Development Manager von Hydrogenics Europe. Sein Unternehmen beschäftigt sich seit 60 Jahren mit Wasserstofftechnologie. In den letzten Jahren beobachtet er einen wachsenden Anteil an Projekten im Energiebereich. Gleichzeitig werden die Elektrolyseanlagen immer größer.

Auch Christian von Olshausen von der Sunfire GmbH sieht die Entwicklung von Power-to-X positiv: „Elektrolyse ist das Bindeglied zwischen Elektrizität und Chemie. Auf lange Sicht wird PtX praktisch alles ersetzen, was heute aus Gas,Kohle, Rohöl oder Biomasse gewonnen wird.“

Chancen für Gründer

Sicher ist: Power-to-X-Technologien sind nicht mehr nur Träume im Labor. Das zeigt sich schon daran, dass mittlerweile eine ganze Reihe von jungen Unternehmen und Gründern auf ihre Verwirklichung setzen. „Wir können heute schon kompakte modulare Anlagen einsetzen, um die Kohlendioxid-Emissionen zu senken und den Weg in eine nachhaltige Zukunft für Mobilität und Chemie zu ebnen“, sagt Dr. Tim Boeltken, Managing Director des jungen Karlsruher Unternehmens Ineratec, das sich auf Reaktortechnik für Gas-to-Liquid-Prozesse spezialisiert hat. 

Auch die ESy-Labs aus Regensburg baut auf die Zukunft von Power-to-X. Das 2018 gegründete Unternehmen ist auf elektrosynthetische Verfahren zur Herstellung von organischen und anorganischen Rohstoffen spezialisiert. CEO Dr. Tobias Gärtner sieht dies als wichtigen Bestandteil zukünftiger Anwendungen: „Integrierte Lösungen verbinden die Vorteile verschiedener Forschungsbereiche: Elektrosynthese in Kombination mit Biotechnologie und chemischer Technik ist eine hervorragende Grundlage für wegweisende Innovationen.“

Mehr zu Power-to-X, aktuellen Technologien und neuen Anwendungen erfahren Sie beim DECHEMA-PRAXISforum Power-to-X am 8. und 9. Oktober 2019 in Frankfurt – melden Sie sich jetzt an!

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ICCDU 2019 was definitely „the place to be“ for anyone working on carbon dioxide utilization and the event everybody has been talking about. See for yourself what happened in Aachen:

Carbon dioxide utilization requires the cooperation of many disciplines – the CO2 emitting industries as well as chemists, biotechnologists, engineers and experts for sustainability and life cycle analysis. This is reflected in the variety of scientific topics at ICCU 2019:

https://dechema.de/Power_to_X.html

But carbon dioxide utilization is not only a matter of science and technology. Policy frameworks and social acceptance are prerequisites for its implementation, and they were discussed in Aachen, too:

If you think science is hard to visualize, see some of the presentations given at ICCDU:

A scientific conference is about research and hard facts, but also about people – here are some of the participants and their impressions:

Scientists reflect what they are doing – CO2 is something everbody is confronted with in their daily life:

And when we say, „everybody is talking about“ carbon dioxide utiliziation, we mean everybody!

https://www.telegraph.co.uk/technology/2019/06/25/muck-brass-meet-uk-entrepreneurs-turning-waste-co2-beer-cement/

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Der F.A.Z.-Fachverlag verleiht in diesem Jahr zum 14. Mal den STEP Award. Junge Unternehmen mit einer klaren Wachstumsperspektive, die 2018 mehr als eine halbe Million Euro umgesetzt haben, mindestens zehn Mitarbeiter beschäftigen und seit 2016 oder längeram Markt sind, können sich ab sofort bewerben. Ausgezeichnet werden Unternehmen mit besonders innovativen Leistungen und Geschäftsmodellen in den Kategorien Artificial Intelligence, Energiewende, Health Industry, Material Science und Mobility. Ein Sonderpreis wird darüber hinaus im Bereich New Work verliehen. Unternehmen können sich bis zum 15. Juli 2019 bewerben.

Neuerungen 2019

Der STEP Award wird erstmals nicht mehr nach einzelnen Branchen vergeben, sondern in verschiedenen Kategorien. „Die Digitalisierung macht es immer schwieriger, Branchen trennscharf zu betrachten. Als zukunftsorientierter Preis trägt der STEP Award diesen veränderten Gegebenheiten Rechnung“, erklärt Armin Häberle, Mitglied der Geschäftsleitung des F.A.Z.-Fachverlags und Mitglied der Jury.

Feierliche Gala

Alle Bewerbungen werden von einer unabhängigen Expertenjury aus Wirtschaft und Wissenschaft bewertet. Die besten Unternehmen erhalten als Finalisten am 2. Dezember 2019 Gelegenheit, sich beim sogenannten Elevator Talk der Jury persönlich zu präsentieren. Noch am gleichen Abend werden die Preisträger im Rahmen einer feierlichen Gala ausgezeichnet.

Information und Anmeldung zum Wettbewerb unter step-award.de

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Wie lassen sich Stadtquartiere ressourceneffizienter gestalten? Darüber diskutierten rund 130 Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus Wissenschaft, Wirtschaft und Kommunen bei der Auftaktveranstaltung der Fördermaßnahme „Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft – RES:Z“ am 5. und 6. Juni in Frankfurt am Main. Ansätze gibt es viele, von der Begrünung bis zur Erstellung urbaner Gebäude-Material-Kataster und der Erarbeitung von Planungstools. In den kommenden 3 Jahren sollen sie in 11 Projekten weiterentwickelt werden.

Bereits heute lebt mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten. Diese sind für bis zu 70% des weltweiten Ressourcenverbrauchs verantwortlich. Vor dem Hintergrund der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie und der Umsetzung der Sustainable Development Goals müssen Städte energie- und rohstoffeffizient sowie klimaangepasst weiter entwickelt werden.

Hier setzt die Fördermaßnahme „Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft – RES:Z“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) an. Die 11 inter- und transdisziplinären Projekte entwickeln unter aktiver Einbindung von über 20 Modellkommunen umsetzungsorientierte Konzepte für Wasserwirtschaft, Flächennutzung und Stoffstrommanagement auf der Ebene des Stadtquartiers und erproben diese in der Realität, um so einen Beitrag zur nachhaltigen Gestaltung von Städten zu leisten.

Zur Auftaktveranstaltung der Fördermaßnahme RES:Z wurden am 5. und 6. Juni 2019 rund 130 Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus Wissenschaft, Wirtschaft und Kommunen im DECHEMA-Haus in Frankfurt am Main begrüßt. In Form von Tandemvorträgen der meist wissenschaftlichen Projektleitung und Vertreterinnen und Vertretern der involvierten Kommunen wurden die geplanten Arbeiten der Projekte sowie die spezifischen Ziele der jeweiligen Kommunen anschaulich vorgestellt, was zu einem regen und interessierten Austausch beitrug. Diskutiert wurden Aspekte zur Entwicklung von übergreifenden Planungsinstrumenten für die integrative Stadtentwicklung und zur Gestaltung des Straßenraums vor dem Hintergrund unterschiedlicher Anforderungen der Nutzung (z.B. Mobilität, Wasserwirtschaft, Stadtplanung) und den Herausforderungen des Klimawandels (Hitze, Starkregenereignisse). Weitere Themen waren die Bedeutung sowie die ökologischen und sozialen Leistungen von urbanen Grünflächen und Möglichkeiten der Begrünung von Fassaden und Hausdächern für eine Verbesserung des städtischen Mikroklimas. Vorgestellt wurden darüber hinaus Ansätze für eine optimierte Nutzung von Wohnraum, um Flächenversiegelung zu vermeiden und zur Schließung von Stoffkreisläufen durch die Erstellung von Gebäude-Material-Katastern und von Konzepten zur Nutzung von Sekundärrohstoffen aus dem Rückbau von Gebäuden.

Zwei Impulsvorträge zur urbanen Transformation sowie – als Blick über den Tellerrand – zu Städten der Zukunft in Asien mit Beispielen zu aktuellen Entwicklungen in Korea. ergänztentenn die Präsentationen der RES:Z-Projekte. z

Die Veranstaltung wurde von der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. organisiert, die das wissenschaftliche Querschnittsprojekt ReQ+ zur Fördermaßnahme RES:Z koordiniert. Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT und StadtLand GmbH. Aufgaben von ReQ+ ist die inhaltliche Vernetzung der RES:Z-Projekte und die Unterstützung des Ergebnistransfers in die kommunale Praxis.

Weitere Informationen finden Sie unter: www.bmbf.ressourceneffiziente-stadtquartiere.de 

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