Nachhaltige Chemie durch Katalysatorforschung

Am 11. Juni fand in Berlin die Auftaktveranstaltung zum Forschungsprojekt ASCEND statt, das die Entwicklung neuer Katalysatoren beschleunigen und damit die Grundlage für eine klimaneutrale chemische Produktion schaffen soll

Auf den Punkt gebracht:

• Mit dem Forschungsprojekt ASCEND (Accelerated Solutions for Catalysis using Emerging Nanotechnology and Digital Innovation) startet ein bundesweit einzigartiges Vorhaben zur Entwicklung nachhaltiger Katalysatoren.
• An dem Konsortium sind sechs Partner aus Wissenschaft und Industrie beteiligt: das Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft (FHI), das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), BASF, Siemens Energy, Dunia Innovations und die Technische Universität Berlin/BasCat.
• Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) unterstützt das Projekt mit 30 Millionen Euro über einen Zeitraum von fünf Jahren.

Schlüsseltechnologie für eine nachhaltige Chemie

Katalysatoren spielen eine zentrale Rolle bei der Herstellung von Chemikalien, Kunststoffen, Düngemitteln und Kraftstoffen. Schätzungen zufolge sind sie an rund 85 Prozent aller industriellen chemischen Prozesse beteiligt. Ihre Leistungsfähigkeit entscheidet maßgeblich über Energieverbrauch, Ressourceneffizienz und CO₂-Emissionen in der Produktion. ASCEND setzt genau hier an: Durch die Entwicklung neuartiger Katalysatoren sollen nachhaltige synthetische Kraftstoffe sowie klimafreundlich erzeugte Basischemikalien als direkte Ersatzstoffe für fossile Rohstoffe verfügbar werden. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Defossilisierung der chemischen Industrie und anderer energieintensiver Branchen.

Bundesforschungsministerin Dorothee Bär hob während der feierlichen Veranstaltung im Helmholtz-Zentrum Berlin die Bedeutung von ASCEND innerhalb der deutschen Forschungslandschaft hervor: „Im Rahmen der Hightech-Agenda Deutschland fördern wir gezielt Technologien, die für den industriellen Wandel, eine zukunftssichere Energieversorgung und den Klimaschutz unerlässlich sind. Das ASCEND-Projekt ist ein hervorragendes Beispiel dafür. Die Kombination aus KI-gestützter Forschung und Tests in industrieller Umgebung stärkt Deutschlands Position als führender Innovationsstandort.“

KI beschleunigt den Weg zu klimafreundlichen Materialien

Im Zentrum des Projekts steht die Verbindung von Künstlicher Intelligenz, Automatisierung und moderner Materialforschung. Mithilfe sogenannter Self-Driving Labs (SDLs) können Experimente automatisiert geplant, durchgeführt und ausgewertet werden. KI-Systeme analysieren die gewonnenen Daten in Echtzeit, erstellen digitale Zwillinge der untersuchten Materialien und optimieren kontinuierlich die nächsten Entwicklungsschritte. Dieser datengetriebene Ansatz ermöglicht es, viel größere Materialräume zu erforschen als mit klassischen Methoden. Potenzielle Katalysatorkandidaten können dadurch deutlich schneller identifiziert, getestet und weiterentwickelt werden.

Für Max-Planck-Präsident Patrick Cramer bedeutet KI den zentralen Motor für wissenschaftliche Entdeckungen: „Künstliche Intelligenz prägt zunehmend die Forschung in der Max-Planck-Gesellschaft und ermöglicht es, wissenschaftliche Fragen in einer Tiefe und Geschwindigkeit zu erforschen, die zuvor unvorstellbar waren. Initiativen wie ASCEND zeigen, wie KI in Verbindung mit experimenteller Wissenschaft neue Wege eröffnen kann: vom Verständnis grundlegender Prozesse bis hin zur Entwicklung skalierbarer Lösungen für die Industrie. Wichtig ist, dass KI die menschliche Kreativität nicht ersetzt, sondern verstärkt und es den Forschenden ermöglicht, transformatives Wissen für die Gesellschaft zu generieren.“

Durch verkürzte Entwicklungszyklen könnten leistungsfähige Katalysatoren künftig schneller für die Produktion von grünem Wasserstoff, nachhaltigen Kraftstoffen und klimafreundlichen Chemikalien verfügbar werden. Dies gilt als entscheidende Voraussetzung, um die Abhängigkeit von Erdöl und Kohle langfristig zu überwinden und die Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandorts Deutschland nachhaltig zu sichern.