WISDOM4E

Nachhaltige elektrochemische Energiespeicherung und -wandlung

WISDOM4E - Wissensbasiertes Design komplexer Materialien und Systeme für nachhaltige elektrochemische Energiespeicherung und –wandlung. Für den Zukunftscluster-Finalisten WISDOME4E ist die Bereitstellung einer nachhaltigen Energieversorgung eine zentrale globale Herausforderung, der sich der WISDOM4E in der Metropolregion Rhein-Ruhr stellen möchte.

Untersuchungen neuer Funktionsmaterialien als Grundlage
Detaillierte Untersuchungen neuer Funktionsmaterialien bilden die Grundlage für die Entwicklung energietechnischer Systeme für die Zukunft. Quelle: © Ruhr-Universität Bochum

Was macht den Zukunftscluster-Finalisten aus?

Regenerativ erzeugter Wasserstoff, die stoffliche Nutzung von CO2 sowie effiziente Batterien sind elementare Bausteine einer nachhaltigen Energieversorgung und müssen aufeinander abgestimmt entwickelt werden. Der Schlüssel zur Innovation sind effiziente, aus ökologischer und ökonomischer Sicht optimierte und prozessierbare Materialien und Strukturen, die z. B. elektrochemische Prozesse beschleunigen können. Ziel von WISDOM4E ist daher die Entwicklung von Funktionsmaterialien aus verfügbaren Rohstoffen sowie eine Maximierung der Leistungsfähigkeit von Elektroden in Brennstoffzellen, elektrochemischen Reaktoren und Batterien. Die dafür notwendigen Prozesse sollen vom Labor- bis in den industriellen Maßstab skaliert und somit vermarktungsfähig werden.

Welche Vorteile bringt der Ansatz für den Innovationsstandort Deutschland?

Die Verlagerung hin zu regenerativ erzeugter Elektrizität ist eine globale Herausforderung. Dies erfordert jedoch neue Technologien und Materialien bei der Speicherung und Umwandlung der gewonnenen Elektrizität. Die Umsetzung in innovative Produkte gelingt am schnellsten, wenn Synergien zwischen allen hierzu erforderlichen Wissensgebieten genutzt und gleichzeitig die notwendigen gesellschaftlichen, politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen diskutiert werden. Dies durch ein transdisziplinäres Maßnahmenpaket zu erreichen, ist das zentrale Ziel von WISDOM4E in der Metropolregion Rhein-Ruhr.

Warum „Zukunftscluster-Finalist“?

In der 1. Wettbewerbsrunde wurden 16 Zukunftscluster-Finalisten ausgewählt, die in der Konzeptionsphase eine Clusterstrategie entwickeln sollen. Ende Januar 2021 wird eine unabhängige Jury dem BMBF bis zu sieben Finalisten zur weiteren Förderung empfehlen. Diese ausgewählten Finalisten dürfen dann den Titel „Zukunftscluster“ tragen.

Weitere Hintergrundinformationen zu WISDOM4E

Mit den folgenden Texten stellt sich Ihnen der Zukunftscluster-Finalist WISDOM4E vor.

Ziel des Zukunftscluster-Finalisten WISDOM4E ist die Entwicklung neuer Funktionsmaterialien aus gut verfügbaren Rohstoffen, eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Elektrodenstrukturen, eine Optimierung des komplexen Zusammenspiels der Systemkomponenten sowie eine beschleunigte Skalierung der zentralen Technologien in den industriellen Maßstab. Diese Aspekte werden bisher isoliert betrachtet und es fehlt die Integration entlang der Innovationskette. Der Finalist plant eine beschleunigte Umsetzung vielversprechender Forschungsergebnisse in innovative Produkte durch eine aufeinander abgestimmte Nutzung von Synergien aller zugrundeliegenden Querschnittstechnologien sowie durch die Schaffung der notwendigen gesellschaftlichen, politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen. Mit einem transdisziplinären Maßnahmenpaket plant der Zukunftscluster-Finalist WISDOM4E dies in der Metropolregion Rhein-Ruhr zu erreichen.

Die Partner des Zukunftscluster-Finalisten WISDOM4E bringen neben Forschungsergebnissen mit hoher Anwendungsrelevanz für elektrochemische Systeme auch Erfahrungen im Umgang mit Stakeholdern sowie hinsichtlich einer wirtschaftlichen Verwertung ein. Ziel ist es im Labormaßstab beherrschten Prozesse in Kooperation mit den beteiligten Akteuren für den industriellen Einsatz weiterzuentwickeln. Zur Unterstützung des Innovationsprozesses sollen u.a. Synergien frühestmöglich identifiziert und genutzt werden und bisher getrennt agierende Unternehmen, Branchen sowie Forschungseinrichtungen in einen Innovationsraum zusammengeführt werden.

Ziel der Konzeptionsphase ist es unter der Federführung der Universität Duisburg-Essen (UDE) gemeinsam mit der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und dem Zentrum für Brennstoffzellentechnik (ZBT) die Clusterstrategie für WISDOM4E zu entwickeln. Die avisierten Clusterziele zur Stärkung der Zukunftskompetenzen für eine nachhaltige elektrochemische Energiespeicherung und -wandlung sollen gemeinsam mit den potentiellen Cluster-Partnern erarbeitet werden. Insbesondere werden zielgerichtete Konzepte und Mechanismen für eine transparente und wettbewerbliche Auswahl der jeweils besten Projektvorschläge erstellt und angewandt.

Um frühzeitig den Grundstein für eine offene Innovations- und Wagniskultur zu legen, werden bereits in der Konzeptionsphase moderne Methoden des Innovationsmanagements genutzt. Beispielsweise ist die Durchführung einer Innovationswerkstatt zur partizipativen Ausarbeitung der Forschungs- und Verwertungsstrategie vorgesehen. Ein besonderes Ziel innerhalb der Konzeptionsphase ist es, Expertinnen und Experten aus Forschung und Wirtschaft aus bisher unzureichend quervernetzten Entwicklungslinien zusammenzuführen und damit in der Clusterstrategie Synergien in Hinblick auf einen beschleunigten Transfer nutzbar zu machen und geeignete Maßnahmen für die Umsetzungsphase zu erarbeiten.

Auf einen Blick
  • Projektlaufzeit: 01.05.2020 bis 31.10.2020
  • Zuwendung des Verbundes: 205.253,14 € (inkl. Projektpauschale)
  • Zuwendungsempfänger: Universität Duisburg-Essen; Ruhr-Universität Bochum; Zentrum für Brennstoffzellentechnik – ZBT

Die Verlagerung hin zu regenerativ erzeugter Elektrizität ist eine globale Herausforderung. Dies erfordert jedoch neue Technologien und Materialien bei der Speicherung und Umwandlung der gewonnenen Elektrizität. Unter anderem ist grüner Wasserstoff ein Energieträger, der für die Erzeugung von Strom und nachhaltigen Grundchemikalien genutzt werden kann. Schlüssel hierfür sind neue Materialien und Oberflächen, die z.B. elektrochemische Prozesse beschleunigen können.