Bereich I - Biologie, Chemie und Verfahrenstechnik

Gemeinsame Bewerbung von KIT und FIZ Karlsruhe im Interessenbekundungsverfahren der Gemeinsamen Wissenschaftskonferenz erfolgreich.

In der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) sollen die wertvollen Datenbestände von Wissenschaft und Forschung für das gesamte deutsche Wissenschaftssystem systematisch erschlossen, vernetzt und nutzbar gemacht werden. Bislang sind sie zumeist dezentral, projektbezogen oder auf Zeit verfügbar. Bund und Länder werden die NFDI gemeinsam fördern und mit diesem digitalen Wissensspeicher eine unverzichtbare Voraussetzung für neue Forschungsfragen, Erkenntnisse und Innovationen schaffen. Die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz (GWK) hat nun beschlossen, das Direktorat der NFDI in Karlsruhe anzusiedeln, sowie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das FIZ Karlsruhe mit den Aufgaben zu betrauen, die in der komplexen Gründungsphase anstehen.

Forscher wollen Klima- und Lüftungsanlagen zur dezentralen Produktion von CO2-neutralen Energieträgern nutzen – Veröffentlichung in Nature Communications.

Klima- und Lüftungsanlagen, die aus Kohlendioxid (CO2) und Wasser aus der Umgebungsluft synthetische Kraftstoffe herstellen – ein Verfahren, das dies möglich machen soll, haben nun Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der University of Toronto vorgeschlagen. Dabei sollen kompakte Anlagen direkt in Gebäuden CO2 aus der Umgebungsluft abtrennen und synthetische Kohlenwasserstoffe herstellen, die sich dann als erneuerbares synthetisches Öl nutzen lassen. Dieses „crowd oil“-Konzept stellt das Team nun in Nature Communications vor. (DOI: 10.1038/s41467-019-09685-x).

Im Projekt TRANSITION werden KIT und HIU Prototypen von Natrium-Ionen-Batterien für den zukünftigen Einsatz in der E-Mobilität und stationären Energiespeicherung entwickeln.

Umweltfreundlich, kostengünstig und hochleistungsfähig sollen die Natrium-Ionen-Batterien der nächsten Generation sein – dann können sie eine Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien sein. Passende Aktivmaterialien und Elektrolyte entwickeln Forscherinnen und Forscher des vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gegründeten Helmholtz-Instituts Ulm (HIU) gemeinsam mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU). Im Projekt TRANSITION arbeiten sie an Lösungen für den Technologietransfer von Natrium-Ionen-Batterien und leisten damit einen wesentlichen Beitrag zu einem nachhaltigeren Energiespeichermarkt in Deutschland. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt für dreie Jahre mit 1,15 Millionen Euro.

Die Kombination aus Metallatomen mit Kohlenmonoxid beschäftigt die Chemie schon seit dem 19. Jahrhundert. Aus der reinen Grundlagenforschung heraus haben Carbonylkomplexe in der Vergangenheit schon oft Anwendung in der Katalyse gefunden, vielfach auch in großtechnischen Verfahren.

Umfangreiche Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass weit mehr Carbonylkomplexe als die bisher isolierten existieren sollten. Darunter auch das Chromhexacarbonyl-Radikalkation, das von dem seit Dekaden bekannten neutralen Chromhexacarbonyl abgeleitet ist und das „nur“ über ein Elektron weniger verfügt. Dieses sehr reaktive, sogenannte Metalloradikal wurde bis dato als ein bei Raumtemperatur und Normaldruck unzugängliches Molekül eingestuft. Ein Team um die Chemiker Ingo Krossing von der Universität Freiburg und Frank Breher vom KIT konnte nun dieses Chromhexacarbonyl-Radikalkation synthetisieren, in kristalliner, unter Standardbedingungen stabiler Form isolieren und vollständig charakterisieren. Zwar muss dazu unter Ausschluss von Luftsauerstoff und Feuchtigkeit gearbeitet werden, allerdings können nun Standard-Laborgeräte und gängige Lösungsmittel verwendet werden, wodurch das Verfahren in allen chemischen Laboren anwendbar und damit sehr viel breiter einsetzbar ist als zuvor. Ihre Ergebnisse präsentieren die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature Communications. (rli)

Mehr Information:
nature.com/articles/s41467-019-08517-2 

KIT koordiniert deutschlandweites DFG-Schwerpunktprogramm – Erforschung von katalytischen Systemen unter schwankenden Betriebsbedingungen bei Nutzung von Wind- und Sonnenenergie.

2050 sollen 80 Prozent des Stroms in Deutschland aus erneuerbaren Energiequellen stammen. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, elektrische Energie in chemischen Energieträgern zu speichern. Im Schwerpunktprogramm „Katalysatoren und Reaktoren unter dynamischen Betriebsbedingungen für die Energiespeicherung und -wandlung“ (SPP 2080, DynaKat) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) untersuchen zwölf große Forschungskonsortien, wie sich katalytische Reaktionssysteme unter solchen Bedingungen verhalten. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert das Schwerpunktprogramm.

Neues Verfügungsgebäude für interdisziplinäre Forschung soll 2020 fertig sein.

Ab 2020 soll das neue Verfügungsgebäude am Campus Nord des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) eine weitere Brücke zwischen Chemie und Biologie schlagen. Auf den knapp 5 800 Quadratmetern werden 12 Forschungsgruppen arbeiten. Darüber hinaus bietet das Gebäude Platz für Infrastrukturen für Zebrafische, automatisiertes Screening und chemische Synthesen. Die letzten Arbeiten an dem Komplex sollen Anfang 2020 abgeschlossen sein. Heute (14. März 2019) haben die Beteiligten Richtfest gefeiert.