Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. Im angestrebten Verbundprojekt sollen durch die Kombination und Integration von chemokatalytischen mit biokatalytischen Prozessen neue effiziente Verfahren zur Gewinnung von energetisch und stofflich nutzbaren Stoffen aus biogenen gasförmigen oder leichtflüchtigen Verbindungen entwickelt werden. Als biogener Stoffstrom wird Biogas verwendet. Damit werden erste Schritte zur Entwicklung von Biogas-Bioraffinerie-Prozessen und Synthesegas-Bioraffinerie-Prozessen unternommen, mit dem Ziel, Technologieplattformen zu entwickeln, um ressourcenschonende Synthesewege zu Produkten zu ermöglichen, die bisher nur aus petrochemischen Grundstoffen mit hohem Energieaufwand produziert werden können. Das Vorhabenziel soll erreicht werden, indem mit neuen Katalysatoren auf der Basis von nanopartikulären V- oder Nb-haltigen Oxiden bzw. Mischoxiden auf mikro- und mesoporösen Silikaten oder MOFs (i) Biogas-Methan mit molekularem Sauerstoff zu Formaldehyd oder anderen Oxygenaten umgesetzt, (ii) der CO2-Anteil des Biogases als Oxydans genutzt und (iii) Biogas direkt zu Methylformiat evtl. auch Essigsäure gewandelt wird. Diese Reaktionen werden vorrangig im Rohrreaktor verfolgt, im weiteren Verlauf sollen aber auch Membranreaktorkonzepte geprüft werden, um das Oxidationspotenzial der Katalysatoren und die Sauerstoffkonzentration an der Katalysatoroberfläche zu kontrollieren. Neben den Katalysatorsynthesen sind auch umfangreiche Charakterisierungen frischer und gebrauchter Katalysatoren geplant.
Das Projekt "HiPoCat: Highly Porous Cathodes for Lithium Air Batteries" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AIT Austrian Institute of Technology GmbH durchgeführt. Der fortschreitende Energiebedarf bringt aktuelle Energiespeichersysteme an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Post-Interkalationstechnologien wie die Li-Luft Batterie stellen neue Batteriekonzepte mit erhöhter Kapazität dar. Das Hauptziel des Projektes (HiPoCat) ist die Evaluierung von Metall-Organic-Frameworks (MOFs) und Zeolitic-Imidazolate-Frameworks (ZIFs) als Ausgangsmaterialen für zukünftige Kathodenmaterialien mit erhöhter Korrosionsbeständigkeit, Kapazität und Ratenfähigkeit für Gasdiffusionselektroden. Eine große Herausforderung ist die Wärmebehandlung der MOFs und ZIFS, wobei diese in elektrisch leitfähige Porous N-doped Carbons (PNCs) und Titancarbide (TiC) umgewandelt werden sollen, während ihre intrinsische Porosität erhalten bleibt.