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Wachstums- und Technologiefelder

Forschungsschwerpunkte

  • Mehr als zehn Wachstumsfelder mit attraktivem Umsatzpotenzial im Jahr 2020, zum Beispiel Wasseraufbereitung, Batterien für Mobilität oder Functional Crop Care
  • Drei Technologiefelder liefern die technologische Basis:
    Materialien, Systeme & Nanotechnologie: Entwicklung neuer Systeme und funktionaler Materialien, sowie Nanotechnologie;
    Rohstoffwandel: Alternativen und Ergänzungen zu Erdöl als Rohstoff;
    Weiße Biotechnologie: Methoden und Verfahren zur effizienten und ressourcenschonenden Herstellung chemischer und biochemischer Produkte

Wachstumsfelder

Unsere Forschungsschwerpunkte leiten sich aus drei Bereichen ab, in denen chemiebasierte Innovationen in Zukunft eine wesentliche Rolle spielen werden: „Rohstoffe, Umwelt und Klima“, „Nahrungsmittel und Ernährung“ sowie „Lebensqualität“. Ausgehend von diesen Themen sowie den davon abgeleiteten sieben wichtigen Abnehmerbranchen – zum Beispiel Energie, Transport oder Landwirtschaft – haben wir mehr als zehn Wachstumsfelder definiert, für die wir ein hohes Umsatzpotenzial im Jahr 2020 erwarten.

Im Wachstumsfeld Wasseraufbereitung forschen wir zum Beispiel an innovativen Lösungen für die Wasserbehandlung, wie etwa neuartige Flockungsmittel. Wir setzen auf die Nanotechnologie als Schlüssel für Innovationen. So lassen sich mit Hilfe unserer Multibore® Membranen, die etwa 20 Nanometer kleine Poren enthalten, Keime, Bakterien und sogar Viren aus dem Wasser filtern. Diese Ultrafiltration wird unter anderem zur Reinigung von Trinkwasser, Oberflächenwasser und industriellen Abwässern eingesetzt.

Nachhaltige Mobilitätskonzepte wie die Elektromobilität setzen leistungsstarke und bezahlbare Batterien voraus. Im Wachstumsfeld Batterien für Mobilität erforschen wir daher alle Systemkomponenten einer Batterie, wie innovative Kathodenmaterialien mit einer höheren Energiedichte und einem verbesserten Kosten-Nutzen-Profil oder Elektrolyte für eine längere Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien. Im Rahmen des Forschungsprojekts HELion haben wir unter anderem unsere Kathodenmaterialien und Elektrolyte erfolgreich in Batterien unter realen Bedingungen getestet. Um Anreize für die Entwicklung leistungsfähiger Energiespeicher zu setzen, haben wir gemeinsam mit Volkswagen 2012 erstmals den mit 50.000 € dotierten „Wissenschaftspreis für Elektrochemie“ für herausragende akademische Leistungen auf diesem Gebiet ausgelobt.

Der steigende Bedarf der Weltbevölkerung an Nahrungsmitteln erfordert innovative Konzepte in der Landwirtschaft. Mit rund 70 % ist die Landwirtschaft der größte Verbraucher von Nutzwasser. Im Wachstumsfeld Functional Crop Care erforschen wir unter anderem eine effizientere Nutzung dieser knappen Ressource. Dabei profitieren wir von unserem globalen Forschungsverbund, unseren Produktkenntnissen und unserer Kompetenz in der Landwirtschaft. Wir entwickeln etwa innovative Technologien und Produkte, um die Feuchtigkeitsverteilung im Boden zu steuern und die Wachstumsbedingungen für Nutzpflanzen zu optimieren. In einem 2012 eröffneten Gewächshauskomplex im Agrarzentrum Limburgerhof untersuchen wir, wie Pflanzen auf Stressfaktoren wie Wasser- und Nährstoffmangel reagieren. Mit maßgeschneiderten Lösungen orientieren wir uns künftig noch stärker an den Bedürfnissen der Landwirte.

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Wichtige Abnehmerbranchen

1

Beinhaltet Wachstumsfelder, die derzeit evaluiert werden.

Transport

 

Bau

 

Konsumgüter

 

Gesundheit &
Ernährung

 

Elektronik

 

Landwirtschaft

 

Energie &
Rohstoffe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wachstumsfelder 1

Batterien für Mobilität

 

Wärme­management Bau

 

Enzyme

 

Medizinprodukte

 

Organische Elektronik

 

Pflanzen-
biotechnologie

 

E-Power
Management

Leichtbau für Automobil

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Functional
Crop Care

 


Windenergie
Wasser-
aufbereitung

Wärme­management Automobil

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Technologiefelder

Materialien, Systeme & Nanotechnologie

Rohstoffwandel

 

 

 

 

 

 

 

Rohstoffwandel

 

 

 

 

Weiße Biotechnologie

 

 

 

Weiße Biotechnologie

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Technologiefelder

Die technologische Basis zur Entwicklung der Wachstumsfelder liefern verschiedene Querschnittstechnologien. Diese haben wir in drei Technologiefeldern gebündelt: Materialien, Systeme & Nanotechnologie; Rohstoffwandel sowie Weiße Biotechnologie.

Die Herausforderungen der Zukunft erfordern intelligente Lösungen auf der Grundlage neuer Systeme und funktionaler Materialien. Formulierungs- und Anwendungskompetenzen gewinnen dabei immer mehr an Bedeutung. Im Technologiefeld Materialien, Systeme & Nanotechnologie erforschen wir beispielsweise Verbundwerkstoffe für den automobilen Leichtbau, die auf endlosfaserverstärkten Kunststoffen basieren. Einem interdisziplinären Team ist es im Rahmen einer Konzeptstudie erstmals gelungen, ein Cabrio-Dachmodul aus mit Carbonfaser verstärkten Deckschichten und einem Polyurethan-Schaumstoffkern zu entwickeln. Das Modul ist dadurch im Vergleich zur herkömmlichen Stahlbauweise um mehr als 60 % leichter.

Nach Alternativen und Ergänzungen zu Erdöl als Rohstoff für die Chemieindustrie suchen wir im Technologiefeld Rohstoffwandel. Mit Erdgas, Kohlendioxid und nachwachsenden Rohstoffen wollen wir langfristig die Rohstoffbasis unserer Wertschöpfungsketten verbreitern. Unseren Forschern ist es zum Beispiel gelungen, mit Hilfe von sogenannten Dehydriertechnologien Olefine aus Erdgas zu gewinnen. Olefine werden als Basischemikalien zur Herstellung zahlreicher Produkte wie Lösemittel oder Tenside eingesetzt. Dank eines neu entwickelten Katalysatorsystems können wir das im Erdgas enthaltene Butan besonders effizient in das Olefin Buten umwandeln. In Ludwigshafen bauen wir derzeit eine Pilotanlage, um die Wirksamkeit des Katalysators im technischen Maßstab nachzuweisen.

Im Technologiefeld Weiße Biotechnologie forschen wir an Methoden und Verfahren zur effizienten und ressourcenschonenden Herstellung chemischer und biochemischer Produkte. Fermentation und Biokatalyse stellen zunehmend wettbewerbsfähige Alternativen zu chemischen Verfahren dar. Gemeinsam mit unserem Kooperationspartner Purac arbeiten wir an einem ökonomisch und ökologisch attraktiven Fermentationsprozess zur Herstellung biobasierter Bernsteinsäure. Das dabei verwendete Bakterium kann Bernsteinsäure aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen. Biobasierte Bernsteinsäure wird unter anderem in Biokunststoffen und chemischen Zwischenprodukten eingesetzt.