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Evonik setzt bei Innovationen auf Nachhaltigkeit

Pressegespräch zu Forschung und Entwicklung
Evonik setzt bei Innovationen auf Nachhaltigkeit

Dass Innovationen ein wesentlicher Hebel für dauerhaftes Wachstum sind zeigte Evonik wieder einmal deutlich bei der Vorstellung der aktuellen Forschungs- und Entwicklungsprojekte anlässlich eines Pressegesprächs. Dabei ist das Spezialchemieunternehmen mit nachhaltigen Lösungen für Elektromobilität, Landwirtschaft und Ernährung am Puls der Zeit.

Im Jahr 2021 erzielte Evonik mehr als 500 Mio. Euro zusätzlichen Umsatz bezogen auf 2015 aus seinen Innovationswachstumsfeldern. Im Vergleich zum Vorjahr bedeutet das eine Steigerung um gut 40 %. Besonders erfolgreich waren die Technologien, die den Transport von medizinischen Wirkstoffen im Körper ermöglichen, etwa Lipid-Nano-Partikel für mRNA-basierte Impfstoffe. Harald Schwager, stellvertretender Vorstandsvorsitzender von Evonik und zuständig für Innovation, sagte: „Unsere Innovationskraft ist ein entscheidender Hebel für unser ressourcenschonendes und profitables Wachstum. Die gute Entwicklung der Innovationswachstumsfelder ist hierfür ein klarer Beleg. Unsere Forschung zahlt sich aus, wir erschließen über Innovationen neue, zusätzliche Geschäfte.“ Über einen Zeitraum von zehn Jahren sollen die Innovationswachstumsfelder bis 2025 einen zusätzlichen Umsatz von mehr als 1 Mrd. Euro erwirtschaften. „Ich gehe fest davon aus, dass wir dieses Ziel erreichen werden.“

Creavis neu ausgerichtet

Schwager will auch über das Jahr 2025 hinaus die Erfolgsgeschichte der Innovationswachstumsfelder fortsetzen. Evonik hat daher Creavis als strategische Innovationseinheit und Business Incubator neu ausgerichtet. Dort werden Innovationen für Schlüsselthemen der Zukunft entwickelt – für eine Wasserstoff- und Kreislaufwirtschaft, für eine umweltfreundliche und effiziente Landwirtschaft bis hin zu wissens- und datenbasierten Geschäftsmodellen.

Insgesamt 464 Mio Euro hat Evonik im Jahr 2021 für Forschung & Entwicklung aufgewendet. Diese Zahl präsentierte der neue Chief Innovation Officer bei Evonik, Ralph Marquardt. Der größte Teil fließt in die Forschungsaktivitäten der produzierenden Chemie-Divisionen, ein kleinerer geht an die Creavis. Bezogen auf den Umsatz lag die F&E-Quote im Jahr 2021 bei über 3 %, wobei rund 2600 Mitarbeiter weltweit für den Konzern forschen.

Seit 2006 im Unternehmen, bringt der promovierte Chemiker Ralph Marquardt unter anderem durch leitende Funktionen in verschiedenen Geschäftseinheiten, die nötige Erfahrung mit um die Innovationskraft von Evonik weiter zu stärken. Nachhaltigkeit steht für ihn im Zentrum. Marquardt ist überzeugt, dass Evonik als Spezialchemieunternehmen einen großen Beitrag zu einer lebenswerten Zukunft leisten kann. „Unsere Innovationen sind unverzichtbar, wenn wir als Gesellschaft dem Klimawandel Einhalt gebieten, den Einsatz fossiler Rohstoffe vermeiden und die wachsende Weltbevölkerung ernähren wollen“, sagte Marquardt.

Next Generation Solution und technologies

Bereits im Mai hatte Evonik angekündigt, bis zum Jahr 2030 mehr als 3 Mrd. Euro in Next Generation Solutions zu investieren, also in Produkte mit einem überlegenen Nachhaltigkeitsnutzen. Ihr Umsatzanteil am Portfolio soll auf mehr als 50 % steigen. Im gleichen Zeitraum fließen weitere 700 Mio. Euro in Next Generation Technologies, also in die Weiterentwicklung von Produktionsprozessen und Infrastruktur zur Einsparung von CO2-Emissionen. Innovationen werden hier gefordert sein, um die mit den Milliardeninvestitionen verbundenen Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

Recycling von Batterien

Elisabeth Gorman von Creavis in Marl stellte ein Verfahren zum Recycling von Lithium aus Altbatterien vor. Lithium ist ein unentbehrlicher Rohstoff für den Umstieg auf die Elektromobilität. Doch der Abbau verlangt massive Eingriffe in die Umwelt. In Anbetracht der enorm wachsenden Elektromobilität rechnet Gormann mit einem sprunghaften Anstieg der Zahl an Altbatterien in den nächsten Jahrzenten. Im Recycling des rohstoffs Lithium liegt also eine große Chance für Nachhaltigkeit. Die Wiederverwertung von Lithium aus Altbatterien würde gleich zwei Probleme lösen: die Deckung des rasant wachsenden Bedarfs und die sinnvolle Entsorgung der Batterien. Geht es nach Gormann, ließe sich bis 2030 in Deutschalnd etwa ein Viertel des Gesamtbedarfs mit recyceltem Lithium decken. Das Lithium wird sowohl für das Kathodenmaterial als auch für den flüssigen Elektrolyten benötigt. An den Standorten Hanau und Marl arbeitet Evonik daher an einem Entwicklungsprojekt, um hochreines Lithium aus Batterieabfällen zu gewinnen.

Lithium aus der Elektrolyse

Das Creavis-Projekt setzt auf eine elektrochemische Lithiumseparation mithilfer einer keramischen Membran. Ein lithiumhaltiger Abwasserstrom aus der Recyclinganlage fließt zwischen der Anode und der von Evonik entwickelten Keramikmembran. Die Lithiumionen mit positiver Ladung werden von der negativen Kathode angezogen und wandern zur Membran. Sie enthält ebenfalls Lithiumionen (Li+), sodass diese aus dem Abwasserstrom von einer lokalisierten Stelle in der Membran zur nächsten springen können. Mittels dieses „Hopping-Mechanismus“ gibt die Membran immer genau so viele Lithiumionen in Richtung der Kathode ab, wie sie aus der Richtung der Anode aufnimmt. Zugleich reagiert das Wasser mit den Elektronen an der Kathode zu Wasserstoff (H2) und Hydroxid (OH-), das mit den Lithiumionen zu Lithiumhydroxid reagiert – dem gewünschten Produkt. Schon jetzt zeichnet sich aber ab, dass dieser Prozess besser handhabbar, effizienter und nachhaltiger sein wird als die bisherigen Verfahren. Die Keramikmembran weist im Labormaßstab eine Rückgewinnungsquote von mehr als 99 % auf.

Bakterien sollen Düngemitteleinsatz reduzieren

Jan Wolter leitet die New Growth Area „Farm to Fork“ im Incubation Cluster „Life Sciences“ der Creavis und stellte eine ganz neue Form nachhaltiger Düngemittelvor. Dazu forscht der Spezialchemiekonzern an Mikroorganismen, die Getreide mit Stickstoff aus der Luft versorgen und so deren Wachstum fördern. „Mit unserer neuen Lösung können wir zukünftig Landwirten helfen, bei reduziertem Düngereinsatz ihre Ernteerträge zu sichern“, sagt Jan Wolter. Ziele der Europäischen Union sehen eine Reduktion von Düngemitteln um 20 % bis zum Jahr 2030 vor.

Die Neuentwicklung von Evonik gehört zu den mikrobiellen Biostimulanzien. Diese regen natürliche Prozesse im Boden und in der Pflanze an, verbessern die Nährstoffaufnahme und fördern das Wachstum. Die Biostimulanzien werden – wie herkömmlicher Blattdünger auch – auf die Blattoberseite gesprüht. Von dort gelangen sie auf die Unterseite, wo es kleine Öffnungen, Stomata, gibt. Durch diese dringen die Stickstoff-fixierenden Bakterien ins Blattinnere und können als Biostimulanzien wirken. Geschützt vor Umwelteinflüssen wie Regen und UV-Strahlen arbeiten die Bakterien im Blatt als natürliche Nährstoff-Versorger. „Gerade in Zeiten von extremem Wetter ist das schützende Blattinnere wichtig für die Effektivität der Biostimulanzien“, erklärt Wolter.

Damit die bakteriellen Helfer an die richtige Stelle in der Pflanze gelangen, bahnt ihnen ein biologisch abbaubares Spreitmittel aus der Break-Thru-Produktreihe von Evonik den Weg. Im Zusammenspiel mit einem anderen Produkt, der Kieselsäure Sipernat, erhöht es die Lebensdauer der Mikroorganismen und deren Lagerfähigkeit.

Ein erster Gewächshausversuch mit Weizen und Mais zeigte eine vielversprechende Reduktion von Stickstoffdünger um bis zu 50 %. Dabei haben die Pflanzen ein größeres Wurzelwerk ausgebildet und sind damit resistenter gegen den Klimawandel. Wolters Team lässt nun Feldversuche unter verschiedensten Umweltbedingungen durchführen, um damit die Ergebnisse aus dem Gewächshaus zu verifizieren. Zudem arbeitet das Team an der optimalen Formulierung, also der Rezeptur aus Bakterien und Hilfsstoffen, in diesem Fall Spreitmittel und Träger. Mit der Markteinführung der ersten Biostimulanz-Formulierungen wird zwischen 2025 und 2027 gerechnet.

Mit der Epigenetik dem Tierwohl auf der Spur

Außerdem hat Evonik mithilfe der Epigenetik einen Test entwickelt, mit dem sich für Produkte aus Hühnerfleisch nachprüfen lässt, wie die Tiere gehalten und ernährt wurden. Das Teilgebiet der Biologie macht es möglich, anhand von Mustern auf dem Genmaterial abzulesen, welche Umwelteinflüsse auf ein Tier eingewirkt haben. Konkret bedeutet dies, dass zum Beispiel überprüft werden kann, ob Ware, die als „aus artgerechter Freilandhaltung“ deklariert wird, nicht doch aus einem Massentierbetrieb mit Antibiotikaeinsatz zur Wachstumsförderung stammt. Potenzielle Anwender sieht der Konzern in der gesamten Wertschöpfungskette der Erzeugung von Hühnchenfleisch. Walter Pfefferle, Biologe und in leitender Funktion in der Creavis, der strategischen Forschungseinheit von Evonik und zugleich Business Incubator, tätig, sagt: „Unsere Technologie eröffnet einen völlig neuen Blick auf die Geflügelaufzucht. Wir lassen das Huhn seine Geschichte erzählen.“ Die Übersetzungshilfe liefert die Epigenetik.

Informationen zu Creavis

Creavis ist strategische Innovationseinheit und Business Incubator von Evonik. Seit mehr als 20 Jahren bereitet sie den Weg für neue Technologien und innovative Geschäftsmodelle, die eine lebenswerte Zukunft möglich machen. Die weltweit rund 200 Mitarbeiter entwickeln nachhaltige Lösungen für zentrale Herausforderungen, die aus Klimawandel und Bevölkerungswachstum folgen.

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