Advanced materials for the energy transition : study to survey the state of knowledge and technology on the application of advanced materials in the various technologies for the production and storage of renewable energies : final report / by Xenia Knigge, Jörg Radnik (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin) ; on behalf of the German Environment Agency ; edited by: Section IV2.2 Pharmaceuticals - Kathrin Schwirn, Doris Völker (Fachbegleitung)

Abstract

The climate crisis is the burning issue of our time. In order to avert the impending consequences, global efforts are being made in a wide variety of social and scientific fields. This report looks at a small part of these efforts, a technical aspect, namely the question of which AdMa are currently considered in techniques to support the energy transition. AdMa, i.e. materials that are rationally designed to have new or enhanced properties, and/or targeted or enhanced structural features [OECD 2022], are used in all sectors of the energy transition. Questions of energy generation, storage and saving are considered here. This report is based on literature research and contains a general compilation of various AdMa that are used in the energy transition or are being researched for this purpose. From this compilation, ten materials that are considered particularly relevant for various reasons were selected and examined in more detail in relation to their use. The specific question here lies in the conflicting objective that the development of technologies for the energy transition is welcomed, but the use of AdMa may entail possible challenges in view of chemical safety as well as sustainability and circular economy.

Die Klimakrise ist das brennende Thema unserer Zeit. Um drohende Folgen noch abzuwenden, werden auf den verschiedensten gesellschaftlichen sowie wissenschaftlichen Gebieten globale Anstrengungen unternommen. Dieser Bericht betrachtet einen kleinen Teil dieser Anstrengungen, einen technischen Aspekt, nämlich die Fragestellung, welche AdMa derzeit und zukünftig in Techniken zur Unterstützung der Energiewende eingesetzt werden könnten. AdMa, also Materialien, die bewusst so konzipiert sind, dass sie neue oder verbesserte Eigenschaften und/oder gezielte oder verbesserte strukturelle Merkmale aufweisen [OECD 2022], kommen dabei in allen Sektoren der Energiewende zum Einsatz. Betrachtet werden hier Fragen zur Energiegewinnung, - speicherung und -einsparung. Dieser Bericht beruht auf einer Literatur-Recherche und enthält eine allgemeine Zusammenstellung verschiedener AdMa, die in der Energiewende eingesetzt werden oder in der Erforschung dazu sind. Aus dieser Zusammenstellung wurden zehn Materialien, die aus unterschiedlichen Gründen als besonders relevant betrachtet werden, herausgegriffen und in Bezug auf ihre Verwendung genauer betrachtet. Die konkrete Fragestellung liegt hier im Zielkonflikt, dass der Ausbau von Techniken für die Energiewende begrüßt wird, aber die Verwendung von AdMa mögliche andere Herausforderungen für die Chemikaliensicherheit, Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft mit sich bringen könnte.