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Helmholtz Programmforschung

Bei der programmorientierten Förderung der Helmholtz-Gemeinschaft handelt es sich um große, jeweils über fünf Jahre angelegte Verbundprojekte, die gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus anderen Helmholtz-Zentren durchgeführt werden. Die Forschung der Helmholtz-Gemeinschaft ist in die sechs Forschungsbereiche

  • Energie
  • Erde und Umwelt
  • Gesundheit
  • Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
  • Schlüsseltechnologien
  • Struktur der Materie

gegliedert, von denen jeder mehrere Forschungsprogramme umfasst. Das IMVT beteiligt sich in der aktuellen zweiten Phase der PoF im Forschungsbereich Energie an den Programmen Rationelle Energieumwandlung und -nutzung sowie Erneuerbare Energien und im Forschungsbereich Schlüsseltechnologien am Programm Science and Technology of Nanosystems. Darüber hinaus leistet das IMVT Beiträge zu dem forschungsbereichübergreifenden Programm Technologie, Innovation und Gesellschaft.

Die Forschung der Helmholtz-Gemeinschaft zeichnet sich durch hohe Komplexität und Interdisziplinarität der Themen sowie Vorsorgecharakter, langfristige Orientierung und besondere Relevanz im gesellschaftlichen Kontext aus. Die Helmholtz-Zentren betreiben hierzu große, teilweise weltweit einzigartige Forschungsinfrastrukturen und verfügen über vergleichsweise große Forschungsgruppen, um die jeweils aktuellen Themen mit hoher Durchschlagskraft anpacken zu können.

Die Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt die strategische Weiterentwicklung der programmatischen Forschung in ihren Zentren durch verschiedene Zusatzinitiativen wie z.B. Helmholtz-Institute, Helmholtz-Allianzen, Portfolio-Themen und internationale Kooperationen.

Das IMVT ist beteiligt an den Portfoliothemen Gas Separation Membranes for Zero-Emission Power Plants und Sustainable Bioeceonomy, sowie an der Helmholtz Energie-Allianz Energieeffiziente chemische Mehrphasenprozesse und koordiniert eine gemeinsame Forschungsgruppe der Helmholtz-Gemeinschaft und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften zum Thema Integrierte katalytische Technologien zur effizienten Herstellung von Wasserstoff.

Im Rahmen der ab 2015 beginnenden dritten Phase der PoF wird das IMVT sein Engagement im Forschungsbereich Energie weiter verstärken.

In dem neuen Programm Speicher und vernetzte Infrastrukturen gestaltet das IMVT gemeinsam mit dem Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT) sowie dem Institut für Chemische Verfahrenstechnik (CVT) und dem Institut für Technische Thermodynamik (ITT) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart das Topic Synthetische Kohlenwasserstoffe. Gegenstand der Forschung hier sind katalytische Verfahren zur Umwandlung von Elektrolyse-Wasserstoff aus erneuerbaren Energien mit Kohlendioxid zu flüssigen Kohlenwasserstoffen und Oxygenaten (Power-to-Fuels). Schwerpunkte des IMVT liegen dabei

  1. auf der Vereinfachung und Effizienzsteigerung der Verfahren, insbesondere durch Schließung von Stoffkreisläufen und durch optimierte Wärmeintegration,
  2. auf der Entwicklung intensivierter Prozesskomponenten und
  3. auf der Demonstration integrierter Power-to-Fuels-Verfahren unter dynamischen Bedingungen in transportablen, modular aufgebauten Container-basierten Anlagen.

Im Programm Energieeffizienz, Materialien und Ressourcen beteiligt sich das IMVT zusammen mit dem Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnologie (IHM) sowie dem Institut für Angewandte Materialien (IAM) an dem vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf koordinierten Topic Energieeffiziente Prozesse. Hier liegen die Arbeitsschwerpunkte des IMVT zum einen auf der Weiterentwicklung und Anwendung orts- und zeitaufgelöster Analysenmethoden, um Grundlagen für ein verbessertes Detailverständnis verfahrenstechnischer Prozesse zu schaffen. Zum anderen soll das Potenzial mikrostrukturierter Apparate für Effizienzsteigerungen chemischer Verfahren anhand relevanter Anwendungsbeispiele (z.B. Wasserstofferzeugung in Membranreaktoren) demonstriert werden.

Im Bereich Schlüsseltechnologien wird das IMVT Beiträge zur Katalyseforschung im Programm Science and Technology of Nanosystems leisten. Im Subtopic Nanocatalysis wird hier ein wissensbasierter Ansatz zur Entwicklung hierarchisch strukturierter Katalysatoren und Reaktoren verfolgt, der für die katalytische Partialoxidation von Kohlenwasserstoffen und die Direktsynthese von Wasserstoffperoxid aus den Elementen als industriell bedeutsame Beispielreaktionen demonstriert werden soll und zu dem das IMVT mit neuartigen Mikroreaktoren beitragen wird.