Eine Million Euro für Nachwuchsgruppe

Um die schlimmsten Folgen des Klimawandels zu verhindern und den Temperaturanstieg auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen, müssen gemäß Weltklimarat bis 2050 alle Lebensbereiche emissionsfrei werden und die Emissionen von Treibhausgasen wie Kohlenstoffdioxid (CO₂) sogar negativ sein. Dieser Herausforderung möchte Dr. Severin Vierrath mit einem Forschungsansatz begegnen, der zwei Kerninnovationen der CO₂-Elektrolyse in den Fokus rückt, um deren Effizienz deutlich zu steigern. Sie soll es ermöglichen, das schädliche Treibhausgas CO₂ zum Beispiel aus der Zementherstellung, wo es in großen Mengen anfällt, in ein nutzbares Produkt umzuwandeln. Die Vector Stiftung fördert diesen Ansatz mit einer Million Euro für insgesamt vier Jahre, in denen Vierrath eine eigene Forschungsgruppe zu diesem Thema aufbauen wird.

Bei der herkömmlichen CO₂-Elektrolyse wird CO₂ mittels elektrischer Energie in nutzbare Chemikalien umgewandelt, etwa Kohlenstoffmonoxid  oder Ameisensäure. Der Strom wird dafür an zwei Elektroden eingebracht, die durch einen flüssigen Elektrolyten getrennt sind. Dieser flüssige Elektrolyt ist jedoch für hohe Verluste verantwortlich, denn CO₂ ist nur in geringen Mengen darin löslich und kommt so schwerer an die Elektrode ran. Außerdem kann der flüssige Elektrolyt nicht verhindern, dass das gerade produzierte Produktgas zur anderen Elektrode wandert und wieder zu CO₂ umgewandelt wird. Beide Herausforderungen sollen in dem geplanten Vorhaben angegangen werden: Durch eine Polymermembran kann weniger Gas wieder zurückwandern, während so genannte Gasdiffusionselektroden mit CO₂-Gas umspült werden und dadurch das Problem der geringen Löslichkeit von CO₂ im flüssigen Elektrolyten umgehen.

Die unternehmensverbundene Vector Stiftung lobte in ihrer Ausschreibung „MINT für die Umwelt“ Fördergelder für exzellente junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus, um ihnen die Gelegenheit zu bieten, eine eigene Nachwuchsgruppe im Bereich umweltzentrierter Forschung in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik zu gründen. Aus 21 Projektbeschreibungen wählte die Jury aus Gutachterinnen und Gutachtern sowie Stiftungsvertreterinnen und -vertretern Severin Vierraths Ansatz „CO2-to-X“ aus. Vier Jahre lang wird er mit einer Million Euro seine Forschungsgruppe aufbauen – in Kooperation mit dem Freiburger Zentrum für interaktive Werkstoffe und bioinspirierte Technologien (FIT), wo er seit 2019 als „Junior Research Group Leader“ Mitglied ist.

Die Gruppe „Elektrochemische Energiesysteme“, welche Severin Vierrath zusammen mit Dr. Matthias Breitwieser leitet, entwickelt Materialien für Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg und am Forschungsinstitut Hahn-Schickard.

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