Um dem Klimawandel effektiv entgegenzusteuern, müssen viele Aspekte der Energiewirtschaft neu gedacht werden. Dazu zählen neben effizienten Energiespeicherkonzepten auch die Erschließung neuer Rohstoffquellen und die Weiterentwicklung bestehender Ansätze in der Katalyse.

Aufgrund ihrer ungünstigen Verteilung in der Erdkruste stehen viele Ressourcen für Elektrodenmaterialien aktueller Batteriesysteme auf der EU-Liste kritischer Rohstoffe. Der Ersatz dieser Materialien durch nachhaltig gewonnene Alternativen ist somit eine dringend notwendige Umweltschutzmaßnahme.

Lignin ist ein natürlicher Bestandteil von Pflanzenzellwänden und fällt als Abfallprodukt ,u.a. der regionalen Papierindustrie, an. Durch gezielte chemische Funktionalisierung kann es allerdings als vielseitige und vielversprechende Quelle für Kohlenstoffmaterialien genutzt werden. An unserem Stand zeigen wir Ihnen, wie wir Lignin zu hochwertigen Kohlenstoffen verarbeiten können, die in verschiedenen Anwendungen, von Batterieelektroden bis hin zu Kohlenstofffasern, verwendet werden können.

Die Materialien können unter anderem in Festkörperbatterien verwendet werden, welche durch den Einsatz fester Elektrolyte eine höhere Energiedichte, verbesserte Betriebssicherheit und eine längere Lebensdauer bieten.

Schließlich wird es für die Beschränkung der Erderwärmung, aber auch weil einige CO2-intensive industrielle Prozesse in vielen Wertschöpfungsketten unersetzlich sind, notwendig sein, bereits ausgestoßenes CO2 aus der Atmosphäre aufzufangen und idealerweise zu wertschöpfenden Molekülen umzuwandeln. An Kompositmaterialien, bestehend aus einem porösen Kohlenstoff und einem Polymer mit hoher CO2-Affinität, wird demonstriert, wie CO2 gebunden und elektrokatalytisch reduziert werden kann, um auf diese Weise den Kohlenstoffkreislauf zu schließen.

English version - Sustainable Energy Storage and Catalysis: Exploration of Energy Storage and Raw Material Cycles Based on Sustainable Resources

To effectively counteract climate change, many aspects of the energy sector must be rethought. This includes efficient energy storage concepts as well as the exploration of new raw material sources and the further development of existing approaches in catalysis. Due to their unfavorable distribution in the Earth's crust, many resources for electrode materials of current battery systems are on the EU list of critical raw materials. Thus, replacing these materials with sustainably sourced alternatives is an urgently needed environmental protection measure.

Lignin is a natural component of plant cell walls and is produced as a byproduct of the Thuringian regional paper industry. However, through targeted chemical functionalization, it can be used as a versatile and promising source for carbon materials. At our booth, we will show you how we can process lignin into high-quality carbons, which can be used in various applications, from battery electrodes to carbon fibers.
The materials can be used for example in solid-state batteries, which offer higher energy density, improved operational safety, and longer lifespan through the use of solid electrolytes.

Finally, limiting global warming will necessitate not only capturing already emitted CO2 from the atmosphere but also ideally converting it into value-added molecules, especially because some CO2-intensive industrial processes are irreplaceable in many value chains. We will demonstrate how CO2 can be bound and electrocatalytically reduced using composite materials made of porous carbon and a polymer with high CO2 affinity, thereby closing the carbon cycle.