Em 2050, 80% da energia elétrica na Alemanha deve ser baseada em recursos renováveis. Para alcançar este objetivo, é necessário para armazenar energia elétrica na forma de portadores de energia química. Dentro do programa prioritário "Catalisadores e Reatores em Condições Dinâmicas para Armazenamento e Conversão de Energia" (SPP 2080, DynaKat) financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG), Doze grandes consórcios de pesquisa estudam como os sistemas de reação catalítica se comportam sob tais condições. O programa prioritário é coordenado pelo Karlsruhe Institute of Technology (KIT).

Além da biomassa, sol e vento são os mais importantes transportadores de energia renovável, mas sua disponibilidade está oscilando consideravelmente. Em dias de vento e sol, a quantidade de energia elétrica produzida excede a quantidade que pode ser alimentada na rede. Essa superprodução de energia eólica e instalações fotovoltaicas pode ser armazenada em produtos químicos. Mais tarde, a energia elétrica pode ser disponibilizada novamente ou os produtos químicos podem ser usados ​​como matérias-primas sustentáveis ​​para a produção de combustíveis ou moléculas de plataforma para a indústria química.

Para a conversão de dióxido de carbono ou hidrogênio em moléculas de armazenamento de energia, como metano, hidrocarbonetos, ou álcoois, catalisadores, células eletroquímicas, e reatores são necessários. Contudo, a influência das condições externas dinâmicas nos sistemas de reação catalítica, por exemplo, causado pela flutuação da energia eólica e solar, quase não foi estudado até agora. "Mas sabemos que a estrutura dos catalisadores sólidos e, portanto, sua atividade catalítica pode variar consideravelmente sob mudanças nas condições de reação. Este é um tópico científico altamente fascinante, "diz o professor Jan-Dierk Grunwaldt dos Institutos de Tecnologia Química e Química de Polímeros (ITCP) do KIT e de Pesquisa e Tecnologia de Catálise (IKFT). O titular da Cadeira de Tecnologia Química e Catálise coordena o Programa Prioritário DFG SPP2080 DynaKat no qual, além do KIT, uma série de renomadas instituições de pesquisa de toda a Alemanha estão envolvidas, como o Forschungszentrum Jülich, TU Munich, e vários institutos Max Planck, incluindo o Instituto Fritz Haber em Berlim. A reunião inicial com mais de 70 participantes ocorreu em Karlsruhe em fevereiro deste ano. Os doze interdisciplinares, Os projetos de pesquisa de âmbito nacional estão divididos em 34 subprojetos. Sete desses subprojetos são executados por institutos KIT, nomeadamente, ITCP, IKFT, e o Instituto de Engenharia de Micro Processos (IMVT). A DFG financiará o Programa Prioritário DynaKat agendado para uma duração de seis anos com EUR 8,5 milhões para três anos inicialmente. A instituição que atraiu o maior número de projetos dentro da SPP2080 é o KIT.

"Queremos entender e otimizar os materiais catalíticos para serem usados ​​com eficiência em condições dinâmicas, "diz a Dra. Erisa Saraçi, cientista sênior da IKFT e co-organizador da reunião inicial do KIT. Para este propósito, todos os processos são estudados desde os fenômenos no nível atômico do catalisador até a distribuição espacial das concentrações de alimentação e as variações de temperatura no nível do reator. Para uma compreensão básica dos processos e desenvolvimento de novos materiais e projetos de reatores, clássico, experimentos estabelecidos, bem como métodos espectroscópicos mais recentes e abordagens de modelagem são aplicados.

A integração de pesquisadores em início de carreira desempenha um papel importante no Programa Prioritário DynaKat DFG. No KIT, um curso de bloco sobre "Tecnologias e recursos para energias renováveis:do vento e do sol aos transportadores de energia química" é organizado para estudantes interessados ​​e pesquisadores de doutorado. "Na pesquisa, você não avançará sem networking e trabalho em equipe, como as subdisciplinas individuais são altamente complexas, "diz Sebastian Weber, pesquisador doutorado do IKFT / ITCP. Tanto Saraçi quanto Weber enfatizam a importância de trocar e combinar experiências interdisciplinares. "É tudo uma questão de competências de pacote e avanço do tópico na Alemanha, a fim de alcançar uma posição de liderança em nível internacional, "diz o coordenador do programa Grunwaldt.