EXC 2186:  The Integrated Fuel & Chemical Science Center – Adaptive Umwandlungssysteme für erneuerbare Energieträger und Chemikalien

• Fachliche Zuordnung: Verfahrenstechnik, Technische Chemie ; Molekülchemie ; Sozialwissenschaften ; Strömungsmechanik, Technische Thermodynamik und Thermische Energietechnik ; Wirtschaftswissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2019
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• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390919832

Die Zukunft wird erneuerbar! Die Gestaltung eines postfossilen Zeitalters erfordert die Entwicklung disruptiver Technologien zur Herstellung und Nutzung von flüssigen Energieträgern und chemischen Produkten als Grundlage für eine nachhaltige Verknüpfung von Energie und Chemie. Energiereiche Moleküle, die erneuerbare Energien zusammen mit nachwachsenden Rohstoffen speichern, leisten einen wichtigen Beitrag zur Defossilisierung des Transportsektors, insbesondere für schwierig elektrifizierbare Schwerlast- und Non-Road-Anwendungen, die einen erheblichen Anteil am Gesamtenergiebedarf haben. Gleichzeitig sind energiereiche Moleküle wesentliche Bestandteile für eine Netto-Null-Produktion von Chemikalien, die die Grundlage für Ernährung, Gesundheit und Wohlstand darstellen. In diesem komplexen und hochdynamischen Kontext generiert The Integrated Fuel & Chemical Science Center (FSC²) grundlegendes Wissen und neue wissenschaftliche Methoden zur Entwicklung adaptiver technischer Lösungen zur Verwertung erneuerbarer Ressourcen für flüssige Energieträger und Chemikalien in einem Systemansatz. Basierend auf den bisherigen Errungenschaften bildet die integrierte Nutzung von erneuerbarem Strom zusammen mit Rohstoffen aus atmosphärischen, biogenen und industriellen Quellen die Grundlage des FSC²-Designrahmens für die so von uns definierten Bio-hybrid Fuels und Chemicals. Stoffe auf Stickstoffbasis wie z. B. Ammoniak werden einbezogen, um deren Potenzial als molekulare Energieträger und chemische Bausteine zu analysieren. Neben thermischen werden auch elektrochemische Energiewandler zur Rückgewinnung chemisch gespeicherter Energie untersucht, und die Anwendung molekular kontrollierter Brennverfahren für existierende Fahrzeuge angestrebt. Neuartige, verkettete Synthesewege und translationale katalytische Prozesse für die (Co-)Produktion von Kraftstoffen und Chemikalien werden in einem ganzheitlichen Ansatz entwickelt, der die Skalen vom Molekül bis zur gesamten Lieferkette umfasst. Produktionsprozesse und energetische Nutzung bilden die Säulen eines resilienten Gesamtsystems. Die RWTH Aachen University und ihre strategischen Partner Forschungszentrum Jülich und das Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion sind ideal aufgestellt, um ein integriertes Forschungszentrum zu etablieren, eingebettet in den RWTH Profilbereich “Energy, Chemical and Process Engineering” und die “Jülich Aachen Research Alliance”. Die Forschungsaktivitäten sind in fünf Strategic Research Areas organisiert, die individuelle Projektarbeit in einem dynamischem Team-Ansatz vereinen, der Diversität auf allen Ebenen als wesentlichen Treiber für Kreativität integriert. Die Einrichtung von fünf Nachwuchsgruppen und Mentoring-Programmen eröffnet attraktive Karrieremöglichkeiten. FSC² wird die strategische Entwicklung an den Partnerinstitutionen durch zwölf Berufungen vorantreiben, darunter sowohl neue als auch institutsübergreifende Professuren.

• DFG-Verfahren: Exzellenzcluster (ExStra)
• Antragstellende Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Beteiligte Institution: Forschungszentrum Jülich; Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (CEC)
• Sprecher: Professor Dr. Walter Leitner; Professor Dr.-Ing. Stefan Pischinger
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professorin Dr. Katrin Arning; Professor Dr.-Ing. Niklas von der Aßen; Professor Lars Blank, Ph.D.; Professor Dr. Rüdiger-A. Eichel; Professorin Dr. Kathrin Greiff; Professorin Dr. Sonja Herres-Pawlis; Professor Dr.-Ing. Alexander Heufer; Professor Dr.-Ing. Andreas Jupke; Professor Dr. Jürgen Klankermayer; Professor Dr. Lars Lauterbach; Professorin Carmen Leicht-Scholten, Ph.D.; Professor Dr. Karl Mayrhofer; Professorin Dr. Anna K. Mechler; Professor Alexander Mitsos, Ph.D.; Professorin Dr. Regina Palkovits; Professor Dr.-Ing. Heinz Pitsch; Professorin Dr. Dörte Rother; Professorin Dr. Franziska Schoenebeck; Professor Dr. Ulrich Simon; Professor Dr. Siegfried R. Waldvogel; Professorin Dr. Grit Walther; Professor Dr.-Ing. Matthias Wessling; Professorin Dr. Mirijam Zobel