Stoffdaten als Schlüssel für nachhaltige Prozesse

Die chemische Industrie steht vor großen Herausforderungen: Energiewende, neue Rohstoffquellen und immer kürzere Produktlebenszyklen erfordern Prozesse, die schnell verfügbar und zugleich nachhaltig sind. Eine zentrale Rolle spielen dabei Stoffdaten – sie sind entscheidend für die Realisierbarkeit neuer chemischer Prozesse.

Da jedoch eine experimentelle Erhebung aller relevanten Daten bei der Vielzahl möglicher Stoffgemische nicht praktikabel ist, setzt DiKey auf Maschinelles Lernen (ML). Mit diesen Methoden sollen hochgenaue, breit anwendbare Modelle zur Vorhersage von Stoffdaten entstehen, die klassischen physikalischen Modellen in Leistung und Flexibilität deutlich überlegen sind.

Vertrauliche Daten sicher nutzen

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Einbindung vertraulicher Unternehmensdaten. Hierfür entwickelt das Projekt Federated Learning und Verschlüsselungstechnologien, die es erlauben, sensible Informationen in das Modelltraining einzubeziehen, ohne dass sie preisgegeben werden müssen.

So lassen sich zahlreiche Verfahrensvarianten virtuell analysieren und bewerten. Die aussichtsreichsten werden daraufhin modellgestützt optimiert und im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit untersucht.

Vom Modell zur Umsetzung

Für die praktische Anwendung kombiniert DiKey daten- und wissensbasierte Methoden, um aus einem Portfolio an Einzelapparaten die bestmögliche Verschaltung für konkrete Synthese- und Trennaufgaben zu identifizieren. Diese Ansätze sollen noch während der Projektlaufzeit praktisch erprobt werden.

Darüber hinaus will das Projektteam untersuchen, welche neuen Geschäftsmodelle sich aus den Ergebnissen ableiten lassen.

Breite Beteiligung aus Wissenschaft und Industrie

DiKey wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des 8. Energieforschungsprogramms gefördert. Koordiniert wird das Projekt vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS. Weitere Partner sind DECHEMA e.V., die Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, die Ruhr-Universität Bochum und die INOSIM GmbH.

Als assoziierte Partner beteiligen sich zudem Bayer AG, Evonik Operations GmbH und Merck KGaA, die eigene Stoffdaten und Anwendungsszenarien beisteuern und die Praxistauglichkeit der Projektergebnisse prüfen.

Projektlaufzeit und Beteiligungsmöglichkeiten

DiKey ist am 1. April 2025 gestartet und auf eine Laufzeit von drei Jahren ausgelegt. Expertinnen und Experten haben die Möglichkeit, die Projektergebnisse in Stakeholder-Workshops zu diskutieren. Interessierte können sich dafür über die Projektwebseite anmelden.

Über die DECHEMA

Die DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. führt Fachleute unterschiedlichster Disziplinen, Institutionen und Generationen zusammen, um den wissenschaftlichen Austausch in chemischer Technik, Verfahrenstechnik und Biotechnologie zu fördern. Sie identifiziert technologische Trends, bewertet diese und begleitet die Umsetzung von Forschungsergebnissen in technische Anwendungen.

Über 5.500 Ingenieure, Naturwissenschaftler, Studierende, Firmen und Institutionen gehören dem gemeinnützigen Verein an. Gemeinsam mit der DECHEMA Ausstellungs-GmbH ist er Veranstalter der ACHEMA.

Quelle: DECHEMA