1. August 2023 | Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) erhält eine Spitzenprofessur vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst. Im Rahmen der Hightech Agenda Bayern bekommt Prof. Dr. Bastian Etzold eine Förderung über 5 Mio. €.
„Elektrochemische Prozesse sind ein Grundpfeiler für eine zukünftige grüne chemische Industrie“, ist sich Prof. Dr. Bastian Etzold sicher. „Sie können als Alternative zu den aktuell genutzten Verbrennungsprozessen zur Energiebereitstellung die Industrie revolutionieren.“
Ein Beispiel für elektrochemische Prozesse ist die Wasserspaltung zur Herstellung von Wasserstoff. Der Weg dorthin ist aber alles andere als einfach:
„Die Abläufe in den Elektrolyseuren sind hochkomplex, müssen aber exakt aufeinander abgestimmt sein. Die ablaufenden Prozesse umfassen circa acht Größenordnungen. Zur Veranschaulichung: Wenn das Wassermolekül die Größe eines Fußballes hätte, dann müsste man die Phänomene bis hin zur Größe unserer Erde im Blick behalten“, erklärt Bastian Etzold.
Zahlreiche Produkte aus unserem alltäglichen Leben, wie beispielsweise Dünger, Leichtbaumaterialien oder Hygieneartikel, brauchen zukünftig mindestens die Wasserelektrolyse, um nachhaltig produziert werden zu können oder werden die direkte elektrochemische Synthese nutzen.
Kohlenstoffdioxid zum Speichern von Energie
Neben der Nutzung von grünen Strom geht die Vision von Prof. Dr. Etzold jedoch weiter:
„Die Vision ist, CO2 als Kohlenstoffquelle zu nutzen, hierdurch das Treibhausgas zu binden und die Produktion unabhängig von fossilen Rohstoffen zu machen.“
Diese sogenannte „Power-to-X“-Technologie filtert Kohlenstoffdioxid aus Abgasen und der Luft und wandelt es in synthetische Stoffe zum Speichern von Energie oder als Rohstoff für die chemische Industrie um. Hierfür wird entweder der Elektrolysewasserstoff genutzt oder die Umwandlung direkt im Elektrolyseur realisiert. Beides werden Etzold und sein Team am neuen FAU-Lehrstuhl untersuchen.
Maßgeschneiderte Materialien für Power-to-X-Technologie
„Kurzfristig wird die Umwandlung von CO2 in einem der Wasserelektrolyse nachgelagerten Industrieprozess ablaufen. Ziel ist es, dies zukünftig einzusparen und den Elektrolyseur direkt für die komplexe chemische Umwandlung zu nutzen“, sagt Etzold.
Um dies zu ermöglichen, legt Bastian Etzold seinen Fokus auf die Erforschung maßgeschneiderter, oft kohlenstoffbasierter Materialien, die die Grundlage für die Power-to-X-Technologie bilden:
„Diese maßgeschneiderten Materialien müssen verschiedenen Funktionen gerecht werden, wie beispielsweise eine hohe elektrische Leitfähigkeit und ein schneller Transport aller Chemikalien. Wir erforschen das Wechselspiel aus Materialeigenschaft und Prozessfahrweise unter technisch relevanten Bedingungen, sodass wir konkrete Rückschlüsse für industrielle Produktionsprozesse gewinnen können. Digitale Simulationen und Methoden wie der 3D-Druck helfen uns, die Einblicke zu vertiefen und den Einfluss auf gesamte Produktionsketten abschätzen zu können.“
Die Energiewende vorantreiben
„Bastian Etzold passt ideal zur FAU, gerade was das Thema Wasserstoff angeht. Bei uns forschen Spitzenwissenschaftlerinnen und -wissenschaftlicher erfolgreich an Konzepten, um die Energiewende voranzutreiben. Mit seiner Expertise wird Bastian Etzold diese Energieforschung weiter stärken, neue Ideen für Innovationen entwickeln und Kooperationen, wie zum Beispiel mit dem Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien, weiter ausbauen“, freut sich FAU-Präsident Prof. Dr. Joachim Hornegger.
Wissenschaftsminister Markus Blume ergänzt: „Die visionäre Forschung von Professor Etzold hilft uns beim schnellen Übergang in eine nachhaltige Gesellschaft mit hohem Lebensstandard. Denn dafür benötigen wir Verfahren und Materialien für die Erzeugung, Nutzung und Speicherung erneuerbarer elektrischer Energie und zur Synthese chemischer Produkte. Für deren Erforschung und Entwicklung garantiert die FAU mit starken Forschungsschwerpunkten in den Themenfeldern Energie, Umwelt und Klima Professor Etzold als jungem wie renommiertem Wissenschaftler eine exzellente wissenschaftliche Infrastruktur.
Zugleich verstärkt seine erfolgreiche Berufung die internationale Strahlkraft der FAU und zeigt die kraftvolle Hebelwirkung unseres Bayerischen Spitzenprofessurenprogramms im weltweiten Wettbewerb um die besten Köpfe!“
In diesem Video stellt Prof. Etzold seine Forschung vor:
