Bis an die Grenzen der Chemie: Ein Beitrag zu einer wahrhaft umweltfreundlichen und kreislauforientierten Wirtschaft für Europa

Die EU muss jedes ihr zur Verfügung stehende Instrument nutzen, um ihre weitreichenden und ehrgeizigen Klimaziele zu erreichen, insbesondere das der vollständigen Kohlenstoffneutralität bis 2050. Eines dieser Instrumente ist die innovative Chemieforschung mit Schwerpunkt auf der Katalyse – dem Prozess, bei dem die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion durch die Zugabe einer als „Katalysator“ bekannten Substanz erhöht wird. In diesem CORDIS Results Pack möchten wir die Bemühungen von 14 vom Europäischen Forschungsrat geförderten Projekten hervorheben, die in diesem Bereich tätig sind und einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung umweltfreundlicherer und nachhaltigerer Industrieprozesse leisten.

Klimawandel und Umwelt

Energie

Grundlagenforschung

© Inna Bigun, Shutterstock

Katalysatoren sind für viele der Prozesse, die zum Erhalt des Lebens auf der Erde beitragen, unabdingbar. Dazu gehören ganz natürliche Prozesse, wie etwa die Fähigkeit der Natur, Sonnenlicht in Energie umzuwandeln, und vom Menschen entwickelte industrielle Prozesse, wie etwa die kommerzielle Produktion von Düngemitteln für die Landwirtschaft. Durch Katalyse beeinflusste Reaktionen bilden die Grundlage vieler industrieller chemischer Prozesse, und die Herstellung von Katalysatoren ist ein schnell wachsender Industrietrend. Beides wird heute in großem Umfang genutzt, um effizient Solarkraftstoffe bereitzustellen, Brennstoffzellen zu verbessern und wertvolle industrielle Vorprodukte aus reichlich vorhandenen Rohstoffen zu erzeugen.

Daher ist es nicht verwunderlich, dass die weitere Entwicklung von Katalysatoren der Schlüssel für den menschlichen Fortschritt in der Zukunft ist, insbesondere im Hinblick auf die Bekämpfung des Klimawandels, der wohl größten Herausforderung der Menschheit im 21. Jahrhundert.

Forschung und Entwicklung: Ein entscheidender Baustein für ein grüneres Europa

Der europäische Grüne Deal ist der engagierte und sehr ehrgeizige Plan der Europäischen Kommission, um Wirtschaft und Gesellschaft in der EU wirklich nachhaltig zu gestalten und gleichzeitig die globale Wettbewerbsfähigkeit Europas zu sichern.

Kein politisches Instrument bleibt zur Erreichung dieser Ziele ungenutzt oder unberücksichtigt, aber gleichzeitig sind auch entsprechende Anstrengungen zur Ankurbelung und Förderung von Forschung und technologischer Entwicklung erforderlich. Der Europäische Forschungsrat, der 2007 als wichtiger Bestandteil der EU-Programme für Forschung und Innovation gegründet wurde, leistet einen entscheidenden Beitrag, indem er Stipendien für Europas begabteste Forschende bereitstellt, die an der Weiterentwicklung der Grenzen des menschlichen Verständnisses und Wissens arbeiten.

Die Natur als Vorbild nehmen

Obwohl der Europäische Forschungsrat keine Fördermittel auf Grundlage vorgegebener Themen gewährt, haben sich viele seiner Stipendiaten direkt von der Natur inspirieren lassen, um die traditionellen Vektoren und Anwendungen der Katalyse voranzutreiben und neu zu gestalten. Dies hat zu spannenden Beiträgen geführt, die mit den Zielen des europäischen Grünen Deals im Einklang stehen. Die in diesem Paket vorgestellten Projekte zeigen, wie seit langem etablierte industrielle Prozesse umgewandelt und so umweltfreundlicher und nachhaltiger gestaltet werden können. Sie konzentrieren sich vor allem auf die Elektrochemie, die Photochemie und die Synthese, berühren jedoch auch den industriellen Bereich. Viele der hier vorgestellten Ergebnisse sind für die Automobil-, Luftfahrt-, Bioraffinerie- sowie Feinchemie-/Pharmaindustrie von großer Bedeutung.

Insbesondere die Projekte CARBONFIX, HybridSolarFuels und HyMAP haben Strategien zur Nutzung von CO2 als Ausgangsstoff für Treibstoffe und andere nützliche Chemikalien entwickelt, die einen großen Einfluss auf die Verringerung der Umweltauswirkungen vieler Industriezweige haben können.

Andere Projekte wie FANOEC, FOPS-water und PRODUCE-H2 haben gezeigt, wie Katalysatoren, die unter einer Reihe von Bedingungen effizient Wasserstoff als Brennstoff produzieren, die Grundlage für die nächste Generation von Brennstoffzellen und anderen Anwendungen sein können, die Wasserstoff als Kraftstoff effizienter und wirtschaftlicher nutzen können.

Die Projekte LIGNINFIRST und CatASus schließlich haben die weitere Nutzung ungenutzter natürlicher Reserven hervorgehoben, wie beispielsweise die Verwertung reichlich vorhandener Rohstoffe wie Holzderivate, die das Potenzial haben, als Quellen für so unterschiedliche Produkte wie Flugzeugtreibstoff und Grundstoffe für die Pharmaindustrie zu fungieren.