Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert Nachwuchsgruppen zum Thema "künstliche Photosynthese" und "Nutzung alternativer Rohstoffe" zur Wasserstofferzeugung (SINATRA).
Mit der Fördermaßnahme werden zwei Themenfelder und ein wissenschaftliches Querschnittsprogramm gefördert. Das Programm richtet sich an Nachwuchsgruppen aus den Natur- und Ingeneurwissenschaften - an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen sowie der gewerblichen Wirtschaft.
Eine Nachwuchsgruppe im Sinne der Förderrichtlinie besteht aus mindestens vier Personen. Beantragt werden kann die Stelle der Nachwuchsgruppenleitung, eine Postdoktoranden- oder eine Postdoktorandinnen-Stelle, bis zu drei Stellen für promovierende Personen und eine Stelle für eine technische Fachkraft bzw. Laborfachkraft.
Gewünscht ist eine bereits bestehende, und im weiteren Verlauf aktiv vorangetriebene internationale Vernetzung mit Forschenden auf den beiden Themenfeldern "künstliche Photosynthese" und "Nutzung alternativer Rohstoffe zur Wasserstofferzeugung". Die Nachwuchsgruppen sollen die internationale Vernetzung der Forschenden in diesem Bereich weiter vorantreiben. Als Beispiel nennt die Richtlinie die "Mission Innovation Challenge 5: Converting Sunlight".
Themenfeld 1 - "Künstliche Photosynthese"
Die Richtlinie definiert die künstliche Photosynthese nach acatech - Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina, Union der deutschen Wissenschaften (Hrsg.) (2018): Künstliche Photosynthese, Forschungsstand, wissenschaftliche Herausforderungen und Perspektiven; demnach dient die künstliche Photosynthese der Produktion chemischer Energieträger und Wertstoffe unter Verwendung von Sonnenlicht als einziger Energiequelle in integrierten Apparaten und Anlagen. Die besondere Stärke dieses Ansatzes liegt dabei in der Bereitstellung von erneuerbarer Energie in stofflich gespeicherter sowie lager- und transportierter Form. Hierfür wird ein zentrales Prinzip des biologischen Vorbilds nachgeahmt: die Kopplung von lichtinduzierten Ladungstrennungen mit katalytischen Prozessen für die Produktion energiereicher Verbindungen.
Eine große wissenschaftliche Herausforderung in diesem Bereich ist die Integration der zum Teil schon sehr weit entwickelten Teilprozesse der künstlichen Photosynthese in ein aufeinander abgestimmtes, funktionierendes Gesamtsystem. Eine interdisziplinäre Herangehensweise unter Einbeziehung von zum Beispiel Ingeneurwissenschaften wird aufgrund der komplexen Natur der Fragestellung erwartet.
Nachfolgend nennt die Richtlinie beispielhaft Forschungsthemen im Themenfeld "künstliche Photosynthese". Dazu gehören:
verbesserte Einheiten für Lichtabsorption und Ladungstrennung, insbesondere hinsichtlich der Effizienz und Stabilität sowie deren Kopplung an geeignete Katalysatorsysteme;
Entwicklung von Katalysatoren zur photoinduzierten Wasserspaltung, CO2- Reduktion oder zu anderen Schlüsselreaktionen;
Entwicklung vielversprechender und integrierter biologischer oder biohypbrider Systemlösungen;
Ansätze zur Verwendung konzentrierten Sonnenlichts in Systemen zur künstlichen Photosynthese;
Integration der verschiedenen Teilprozesse in ein funktionierendes Gesamtsystem (Fragen der Systemintegration); Entwicklung und Optimierung effizienter, stabiler Systeme zur künstlichen Photosynthese, Prototyenbau, Ansätze zur Skalierung der Technologie.
Themenfeld 2 - "Nutzung alternativer Rohstoffe zur Wasserstoffherstellung"
Die Vorhaben sollen die wichtigsten Anknüpfungspunkte auf dem Weg zur Technologieentwicklung und Systemintegration im Projektantrag darstellen. Insbesondere soll auf das Zusammenspiel mit anderen Wasserstofftechnologien eingegangen werden.
Wissenschaftliches Querschnittsprojekt
Die Fördermaßnahme soll durch ein wissenschaftliches Querschnittsprojekt begleitet werden, das organisatorische und inhaltliche Aufgaben erfüllt. Als wesentliche Ziele gelten die Aufbereitung, Synthese und übergreifende Kommunikation von Forschungserkenntnissen. Ebenso die Begleitung der Vorhaben hinsichtlich techno-ökonomischer Analysen, Nachhaltigkeitsbewertungen und Skalierbarkeit, die themenübergreifende Koordinierung sowie die öffentlichkeitswirksame Darstellung der Fördermaßnahme. Desweiteren ist es Aufgabe des Querschnittsprojekts die Wahrnehmung der Rolle als Ansprechpartner für die wissenschaftlichen Nachwuchskräfte der geförderten Nachwuchsgruppen. Folgende inhaltliche Voraussetzungen sind zur Einrichtung des Querschnittsprojekts notwendig.
Umfassende Kenntnis des Sachstands der künstlichen Photosynthese auf deutscher und der US-amerikanischer Ebene sowie des entsprechenden institutionellen und praktischen Umfeldes;
Kenntnisse zum Forschungs- und Entwicklungsstand relevanter Wasserstoff-Technologien und deren Systemintegration;
Kompetenzen in den Bereichen techno-ökonomische Analyse, Nachhaltigkeitsbewertung und Skalierbarkeit der genannten Technologien;
Erfahrungen im Bereich der Wissenschaftskommunikation und der einfachen Darstellung von komplexen wissenschaftlichen Zusammenhängen.
Ein entsprechender Nachweis muss in der einzureichenden Projektskizze geführt werden. Verbundvorhaben, die die genannten Kompetenzfelder auf mehrere Partner verteilen sind gemäß der Richtlinie möglich.
Antragsberechtigt sind Hochschulen, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen sowie Verbünde bestehend aus Hochschulen, außeruniversitären Forschungseinrichtungen und Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft. Eine Betriebsstätte in Deutschland ist erforderlich. Die Ergebnisse der geförderten Vorhaben sind vorrangig in Deutschland oder dem EWR und der Schweiz zu verwerten. Die Förderung ist personengebunden an die Leitung der Nachwuchsgruppe gekoppelt.
Die Zielgruppe für die Leitung der Nachwuchsgruppe sind exzellente Nachwuchsforschende, die nach der Promotion bereits erste eigene Forschungserfahrungen gesammelt haben. Voraussetzung für eine Förderung ist, dass die aufnehmende Hochschule oder Forschungseinrichtung der Nachwuchsgruppe die erforderlichen Arbeitsmöglichkeiten zur Verfügung stellt und die Leitung der Nachwuchsgruppe bei ihrer selbständigen wissenschaftlichen Arbeit bestmöglichst unterstützt.
Art und Umfang, Höhe der Zuwendung. Die Zuwendungen werden im Rahmen einer Projektförderung als nicht rüchzahlbarer Zuschuss gewährt. Eine mögliche Förderung kann bis zu sechs Jahren gewährt werden.
Bemessungsgrundlage für Zuwendungen an Hochschulen, Forschungs-, und Wissenschaftseinrichtungen und vergleichbare Institutionen, die nicht in den Bereich der wirtschaftlichen Tätigkeit fallen, sind in der Regel die zuwendungsfähigen, projektbezogenen Kosten, die unter Berücksichtigung der beihilferechtlichen Vorgaben individuell bis zu 100 % gefördert werden können. Bei nichtwirtschaftlichen Forschungsvorhaben an Hochschulen und Universitätskliniken wird zusätzlich zu den durch das BMBF finanzierten zuwendungsfähigen Ausgaben eine Projektpauschale in Höhe von 20 % gewährt.
Bemessungsgrundlage für Zuwendungen an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft und für Vorhaben von Forschungseinrichtungen, die in den Bereich der wirtschaftlichen Tätigkeit fallen, sind die zuwendungsfähigen projektbezogenen Kosten. Diese können unter Beachtung der beihilferechtlichen Vorgaben anteilig finanziert werden. Eine angemessene Eigenbeteiligung an den entstehenden, zuwendungsfähigen Kosten wird vorausgesetzt.
Verfahren. Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme hat das BMBF das Forschungszentrum Jülich GmbH beauftragt. Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt. In der ersten Verfahrensstufe sind dem Projektträger bis spätestens 6. April 2023 (Themenfeld 2 "Nutzung alternativer Rohstoffe zur Wasserstoffherstellung" und Querschnittvorhaben) beziehungsweise bis spätestens 6. April 2023 (Themenfeld 1 "künstliche Photosynthese") zunächst Projektskizzen in schriftlicher und elektronischer Form einzureichen. Desweiteren ist dann beabsichtigt, dass die Antragsteller_innen deren Projektskizzen positiv bewertet wurden, ihre Forschungsprojekte persönlich/digital vor einem Begutachtergremium päsentieren, und bei Rückfragen dazu Stellung zu nehmen.
Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Richtlinie zur Förderung von Nachwuchsgruppen zu den Themen "künstliche Photosynthese" und "Nutzung alternativer Rostohffe zur Wasserstofferzeugung" (SINATRA), BAnz AT 18.01.2023 B6.