Mit Licht und Plasmen in die Zukunft der Katalyse

Schon heute sind katalytische Verfahren das Rückgrat der chemischen Industrie. Doch klassische Verfahren gelten als energieintensiv und beruhen in der Regel auf fossilen Ressourcen. Das neue Positionspapier der Fraunhofer-Verbünde zeigt Perspektiven auf, wie sich dieser Zustand mit neuen Ansätzen verändern lässt: Durch den gezielten Einsatz von Licht und Plasmen können chemische Reaktionen bei deutlich niedrigeren Temperaturen und Drücken ablaufen. Das bedeutet einen erheblich geringeren Energiebedarf – bei gleichzeitig positiver Wirkung auf Umwelt und Klima.

Von dieser Entwicklung profitieren viele Branchen: die Chemie- und Pharmaindustrie ebenso wie die Recycling- und Energiewirtschaft. Die Vorteile sind dreifach: effizientere Prozesse, geringere Energiekosten und neue Möglichkeiten der Wertschöpfung.

Industrielle Transformation braucht politischen Rückhalt

Für den notwendigen Anstoß zur Transformation in Richtung licht- und plasmainduzierter Katalyse ist jetzt die Politik gefragt. „Bei Licht- und Plasmaquellen ist Deutschland weltweit führend. Diesen Know-how-Vorsprung gilt es strategisch zu nutzen, um katalytische industrielle Verfahren energieeffizienter, sauberer und kostengünstiger zu gestalten", betont Prof. Dr. Karsten Buse, Institutsleiter am Fraunhofer IPM.

Das Papier spricht sich für gezielte Maßnahmen aus: interdisziplinäre Forschungsprogramme, die Förderung von Pilot- und Verbundforschungsprojekten sowie der Aufbau von Kompetenzzentren, Nachwuchsgruppen und einer nationalen Datenplattform.

Prof. Dr. Elizabeth von Hauff, Institutsleiterin am Fraunhofer FEP, unterstreicht: „Was jetzt zählt, ist der politische und industrielle Schulterschluss." Nur so lasse sich vorhandenes Grundlagenwissen in industrielle Anwendungen überführen. Die Technologie sei skalierbar, nutze regenerativen Strom und könne in bestehende Produktionsketten integriert werden.

Auch aus der Industrie kommt Unterstützung: „Die licht- und plasmainduzierte Katalyse made in Germany verspricht große Chancen für die chemische Industrie in unserem Land: Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit", so André Olveira-Lenz, Hauptgeschäftsführer des Verbands der Chemischen Industrie Baden-Württemberg.

Anwendungsbeispiele mit Potenzial

Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig: von der direkten Wasserstoffgewinnung mit Licht über die Methanolherstellung aus CO_₂ und die Synthese von Ammoniak als Energieträger bis hin zur Reinigung von Schiffsabgasen oder Klärwerkabwässern.

Technologie mit Weitblick

Licht- und plasmainduzierte Katalyse nutzt gezielt Lichtquellen und/oder Plasmen, um chemische Reaktionen auszulösen oder zu beschleunigen – ganz ohne hohe Temperaturen oder hohen Druck. Auf diese Weise lassen sich chemische und pharmazeutische Herstellungs- und Reinigungsprozesse deutlich energieeffizienter, umweltfreundlicher und häufig auch schneller gestalten.

Die Technologie eröffnet neue Wege zur Umwandlung von CO₂ in wertvolle Rohstoffe oder zur Reinigung von Luft und Wasser – ein Innovationsmotor für eine nachhaltige Industrie.

 Quelle: Fraunhofer IPM