Gleich drei Fraunhofer-Verbünde – »Light & Surfaces«, »Materials« sowie »Ressourcentechnologien und Bioökonomie« – haben ihre Expertise zusammengetragen und ein gemeinsames Positionspapier zur licht- und plasmainduzierten Katalyse vorgelegt: Jetzt ist der richtige Zeitpunkt, um die nächsten technologischen Durchbrüche in der industriellen Katalyse einzuleiten.

Katalyse neu gedacht – mit Licht und Plasmen

Schon heute bilden katalytische Verfahren das Rückgrat der chemischen Industrie. Doch klassische Verfahren sind energieintensiv und basieren meist auf fossilen Ressourcen. Das neue Positionspapier zeigt auf, dass durch den gezielten Einsatz von Licht und Plasmen chemische Reaktionen bei deutlich niedrigeren Temperaturen und Drücken ablaufen können – und somit massiv weniger Energie benötigen und gleichzeitig die Umwelt schonen. Sowohl die Chemie- und Pharmaindustrie als auch die Recycling- und Energiewirtschaft können durch diesen technologischen Umbruch profitieren – und das gleich dreifach: von effizienteren Prozessen, von geringeren Energiekosten und von neuen Wertschöpfungsketten.

Industriepolitische Relevanz und Chancen

Zum Anstoß der industriellen Transformation hin zur licht- und plasmainduzierten 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«, sagt Prof. Dr. Karsten Buse, Institutsleiter Fraunhofer IPM. Das Positionspapier empfiehlt daher die Auflegung interdisziplinärer Forschungsprogramme, die Förderung von Pilotprojekten und Verbundforschungsprojekten sowie den Aufbau von Kompetenzzentren, Nachwuchsgruppen und einer nationalen Datenplattform. »Was jetzt zählt, ist der politische und industrielle Schulterschluss«, so Prof. Dr. Elizabeth von Hauff, Institutsleiterin Fraunhofer FEP. Nur so kann vorhandenes Grundlagenwissen in die industrielle Anwendung überführt werden. Die Technologie ist skalierbar, basiert auf regenerativem Strom und kann in bestehende Produktionsketten integriert werden. André Olveira-Lenz, Hauptgeschäftsführer des Verbands der Chemischen Industrie Baden-Württemberg betont: »Die licht- und plasmainduzierte Katalyse made in Germany verspricht große Chancen für die chemische Industrie in unserem Land: Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit.« Ganz konkret geht es z. B. um die direkte Wasserstoffgewinnung mit Licht, die Herstellung von Methanol aus CO₂, die Synthese von Ammoniak als Energieträger oder auch um die Reinigung von Schiffsabgasen oder Klärwerkabwässern. 

Licht- und plasmainduzierte Katalyse

Licht- und plasmainduzierte Katalyse nutzt gezielt Lichtquellen und/oder Plasmen, um chemische Reaktionen auszulösen oder zu beschleunigen – ganz ohne hohe Temperaturen oder hohe Drücke. Dadurch lassen sich chemische und pharmazeutische Herstellungs- und Reinigungsprozesse energieeffizienter, umweltfreundlicher und oft auch schneller gestalten. Die Technologie ermöglicht z. B. die Umwandlung von CO₂ in wertvolle Rohstoffe oder die Reinigung von Luft und Wasser – ein echter Innovationsmotor für eine nachhaltige Industrie.