Akademie Leysin
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Arbeitsgruppe 2
Die Energielandschaft im Wandel: Materialwissen-
schaften auf dem Weg zur ‘Clean Energy’
Leitung
Dr. MarioWriedt
Assistant Professor am Department of Chemistry and
Biomolecular Science, Clarkson University, USA
Dr. Julian P. Sculley
Booz Allen Hamilton, Arlington, USA
Teilnehmer
Studierende natur- und ingenieurwissenschaftlicher Fächer mit
Interesse für Chemie und Materialwissenschaften
Fossile Rohstoffe werden knapp – dies gilt insbesondere für Erdöl. Erdgas und Wasserstoff
haben sich als ideale Ersatzstoffe erwiesen, allerdings mit Problemen in der Bereitstellung.
Außerdem sind Kohlekraftwerke zur Stromerzeug in den nächsten Jahrzehnten nicht
wegzudenken, jedoch tragen deren CO
2
-Emissionen maßgeblich zur Erderwärmung bei.
Poröse Festkörperstoffe als Adsorber zeigen großes Potential zur Lösung zuvor genann-
ter Probleme. Metall-organische Gerüstverbindungen (MOFs) sind neue Vertreter dieser
Stoffklasse. Es handelt sich um mikroporöse kristalline Materialien, die aus Metallclustern
und organischen Liganden zu 3D-Netzwerken aufgebaut sind. Gastmoleküle sind deren
Poren zugänglich und somit finden sich potentielle Anwendungsgebiete in der Gasspei-
cherung und -trennung. Der Vorteil dieser Verbindungsart gegenüber anderen porösen
Materialien liegt in ihrer Zusammensetzung: Metallcluster und organische Liganden las-
sen sich mittels einer Vielzahl anorganischer und organischer Synthesetechniken modifi-
zieren. Dies erlaubt das rationale Design von MOFs, zugeschnitten auf spezifische Anwen-
dungsbedürfnisse.
Wir wollen verschiedene Designmethoden und Anwendungsgebiete von MOFs innerhalb
unserer Energielandschaft erörtern, mit besonderem Fokus auf die Energiespeicherung
und die CO
2
-Abtrennung aus Verbrennungsgasen. Neben dem Fokus auf den molekula-
ren Materialaspekt soll auch auf die technische Umsetzung zur industriellen Anwendung
und damit einhergehende Probleme eingegangen werden sowie alternative Adsorber im
Kontext diskutiert werden. Arbeitssprachen sind Englisch und Deutsch.
