Nanoskala (INW-1)

Chemische Energiespeicherung mit Fokus auf Grenzflächenforschung

Im Bereich 1 „Nanoskala“ des INW stehen die elementaren Vorgänge auf der Katalysatoroberfläche bei der Hydrierung und Dehydrierung von Wasserstoff-Speichermolekülen im Vordergrund. Neben der höchstmöglichen Produktivität und Effizienz geht es hier vor allem um eine Maximierung der Selektivität im Speicherzyklus, um Wasserstoffverluste und Degradation der Speichermoleküle zu vermeiden und die Kosten der Wasserstoffspeicherung weiter zu reduzieren. Im Falle der Verwendung organischer Speichermoleküle, die in vielfachen Einspeicher- und Freisetzungszyklen zum Einsatz kommen sollen gilt es Reaktions- und Abbaumechanismen auf molekularer Ebene an den katalytisch aktiven Grenzflächen zu verstehen, um den Lebenszyklus der Speichermoleküle durch optimierte Katalysatormaterialien zusätzlich verlängern zu können. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Vermeidung oder drastische Reduktion von Edelmetallkomponenten, beispielsweise durch die Entwicklung neuartiger Legierungskatalysatoren. Ein weiterer wichtiger Impuls für die wissenschaftlichen Arbeiten auf der Nanoskala ergibt sich durch die Erforschung neuer Speichermoleküle, z. B. mit reduzierter Dehydrierenthalpie oder biogenen Ursprungs, für die die Elementarprozesse auf der Katalysatoroberfläche, geeignete Materialkombinationen und relevante Degradationsmechanismen erst noch ermittelt und grundlegend verstanden werden müssen.