HIPOLE Jena zielt darauf ab, umweltfreundliche Prozesse und Materialien für eine nachhaltige Zukunft zu entwickeln.
Hierbei stehen Polymere im Mittelpunkt, die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und nach ihrem Einsatz recycelt werden können.
Wir verbinden innovative Polymer- und Materialentwicklung mit nachhaltigen chemischen Prozessen und leistet so einen Beitrag für eine umweltfreundlichere Zukunft.
Nutzung von CO₂ als Rohstoff
für Polymere
Dabei wird CO₂ aus der Luft oder aus punktuellen Emissionsquellen gefiltert und in energiereiche Moleküle wie Kohlenstoffmonoxid, Methanol oder Ethylen umgewandelt. Diese Moleküle dienen als Bausteine für Polymere. Der gesamte Prozess wird durch elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen betrieben und ist damit besonders umweltfreundlich.
Um solche Prozesse energieeffizient zu gestalten, entwickelt HIPOLE spezielle Kombinationen aus Polymeren und Kohlenstoffmaterialien. Diese Materialien sind so konzipiert, dass sie CO₂ auch in Gegenwart anderer Gase selektiv aufnehmen und anschließend elektrochemisch umsetzen können. Dabei wird darauf geachtet, dass die CO₂-Umwandlung möglichst wenig Energie benötigt und nutzbare Produkte liefert, die in weiteren Schritten zu Polymeren weiterverarbeitet werden können.
Entwicklung umweltfreundlicher Polymermaterialien für Ionenaustauschmembranen (IAMs)
Diese Membranen sind ein zentraler Bestandteil von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen. Bisher basieren sie fast ausschließlich auf fluorhaltigen Polymeren, die bei der Herstellung und Entsorgung problematisch für die Umwelt sind. HIPOLE Jena arbeitet daher an fluorfreien Alternativen auf Basis von Biopolymeren, die in puncto Leistung und Haltbarkeit mit den etablierten Membranen mithalten können.
Neben der Erforschung neuer Materialien wird auch deren praktische Anwendbarkeit getestet. So werden zum Beispiel unsere polymerbasierten Katalysatoren auf ihre Effizienz in anwendungsnahen Elektrolyseprozessen untersucht. Dies geschieht zum Beispiel durch Sprühbeschichtungen auf Gasdiffusionselektroden, die den Gastransport zur Katalysatoroberfläche verbessern. Diese Elektroden werden so ausgelegt, dass sie CO₂ effektiv umsetzen und gleichzeitig robust und langlebig sind.