Zwei neue EU-Projekte unter UHH-BeteiligungFörderungen im Bereich „Future and Emerging Technologies“

23. Februar 2021, von Newsroom-Redaktion

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CO2-Neutralität durch die beschleunigte Verwitterung von Gestein und eine bessere Nutzung von Abwärme zur Produktion von Elektrizität – Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Hamburg sind an zwei neuen, EU-geförderten FET-Projekten beteiligt.

Die Ausschreibung „FET open“ der Europäischen Union fördert Forschungsvorhaben, die sich um zukunftsträchtige Technologien bemühen. Bei der vergangenen Runde waren auch zwei Projekte unter Beteiligung von Teams der Universität Hamburg erfolgreich.

Insgesamt gehen rund eine Million Euro an die zwei Projekte, die im Fachbereich Chemie und im Fachbereich Erdsystemwissenschaften der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften angesiedelt sind. Die Projekte starten 2021 und haben eine Laufzeit von vier Jahren.

„Energy harvesting via wetting/drying cycles with nanoporous electrodes” (EHAWEDRY)

Bei vielen Industrieprozessen fällt überschüssige Wärme an, deren Energie jedoch häufig noch als sogenannte Abwärme verloren geht. Zwar gibt es Technologien zur Umwandlung von Wärme in Elektrizität, jedoch sind diese z. B. bei Temperaturen unterhalb von 100 Grad Celsius kaum kosteneffektiv und effizient umsetzbar. Im Projekt EHAWEDRY wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dies ändern und eine neue Technologie zur Umwandlung von Abwärme in Elektrizität entwickeln.

„Wir schlagen mit unserer Idee einen völlig neuen Weg ein, um Energie zu speichern und Elektrizität zu erzeugen“, sagt Prof. Dr. Michael Fröba vom Fachbereich Chemie der Universität Hamburg und einer der Projektpartner von EHAWEDRY. Im Projekt sollen dazu sogenannte Superkondensatoren zum Einsatz kommen, die normalerweise als schnelle Stromspeicher dienen. In dem neuartigen Forschungskonzept stehen die Kontaktflächen zwischen Elektroden und einer salzhaltigen Elektrolytlösung im Fokus. Die Elektroden in den Kondensatoren werden durch die Abwärme gezielt getrocknet und dann wieder benetzt, sodass am Ende thermische Energie in elektrische umgewandelt wird. In EHAWEDRY sollen dazu nanoporöse Elektroden entwickelt und verwendet werden. Diese Hochoberflächenmaterialien bieten den Vorteil, dass auch Abwärmen im Niedertemperaturbereich noch effizient in Elektrizität umgewandelt werden können. Diese neuartige Technik hat dabei deutliche Vorteile hinsichtlich Kosten, Skalierbarkeit und Flexibilität hinsichtlich verschiedener Einsatzgebiete. Im Rahmen von EHAWEDRY soll auch ein Prototyp entstehen.

An dem Projekt, das insgesamt 2.997.615 Euro erhält, sind acht Einrichtungen beteiligt. Die Arbeitsgruppe von Prof. Fröba bekommt 399.865 Euro und wird unter anderem die Herstellung der nanoporösen Elektroden sowie die strukturelle und chemische Charakterisierung der Materialien verantworten.

„Super Bio-Accelerated Mineral weathering: a new climate risk hedging reactor technology” (BAM)

Um die Klimaerwärmung auf weniger als zwei Grad zu begrenzen, müssen nicht nur weniger Treibhausgase ausgestoßen, sondern auch aus der Luft geholt und sicher gelagert werden. Bisher sind noch keine nachhaltigen, energieeffizienten und kostengünstigen „Negative Emission Technologies“ (NETs) bereit für eine großflächige Anwendung.

Ein natürlicher Vorgang, der der Atmosphäre CO2 entzieht, ist die Verwitterung von Gesteinen. Dabei wird das CO2 – abhängig von der Menge basischer Ionen – im Wasser in Form von Alkalinität gebunden und über Flüsse in die Ozeane transportiert. Dort wirkt Alkalinität der Ozeanversauerung entgegen und verweilt für Jahrtausende. In dem mit knapp 3,5 Millionen Euro geförderten Projekt „BAM“ sollen reaktorbasierte Verfahren entwickelt werden, um diese Verwitterung mithilfe biologischer Prozesse zu beschleunigen und mit maschinell lernenden Algorithmen gezielt zu steuern.

Prof. Dr. Jens Hartmann vom CEN, der für seinen Projektteil 640.625 Euro erhält, wird zusammen mit einem internationalen Team erforschen, wie die Zersetzung von Gesteinsmehl durch lebende Organismen und eingefangenes CO2 beschleunigt werden kann. Die dabei entstehenden Nebenprodukte sollen der Ozeanversauerung entgegenwirken sowie ausgelaugte Böden verbessern, um so gleichzeitig weitere Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. „Unser Ziel ist es, ein Instrument zu entwickeln, welches auf kurze Sicht – also innerhalb von zehn bis 20 Jahren – mit minimalem Ressourceneinsatz einen maximalen Beitrag zur Klimaneutralität leisten kann“, so der Geologe.