„Chemie und Nachhaltigkeit - diese starke Verbindung sind wir bei BASF bereits vor langer Zeit eingegangen. Wir leisten als weltweit führendes Chemieunternehmen mit unseren innovativen Lösungen einen wichtigen Beitrag, um den nachhaltigen Umbau der Gesellschaft zu unterstützen und begrenzte Ressourcen optimal nutzen zu können“, hat Dr. Melanie Maas-Brunner, Chief Technology Officer bei BASF, auf der Forschungspressekonferenz des Unternehmens betont und aktuelle Innovationsprojekte vorgestellt. BASF entwickelt kontinuierlich neue und nachhaltigere Produkte und Technologien. Mit Produkten, die in den vergangenen fünf Jahren aus der Forschung und Entwicklung auf den Markt kamen, hat das Chemieunternehmen den Umsatz in den vergangenen Jahren stetig steigern können und 2022 rund zwölf Milliarden Euro erwirtschaftet.
Die Innovationskraft zeige sich außerdem in den über 1.000 Patentanmeldungen im vergangenen Jahr, womit BASF wieder zur Spitzengruppe der Branche gehört. „Besonders freut mich, dass 40 Prozent dieser Patente auf Erfindungen mit besonderem Fokus auf Nachhaltigkeit entfielen und weitere 20 Prozent auf Themen rund um die Digitalisierung“, sagt Maas-Brunner. Zu diesen Erfolgen tragen weltweit rund 10.000 Mitarbeitende in der Forschung und Entwicklung bei. „Auf dieses hochqualifizierte Forschungs- und Entwicklungsteam bin ich als Chief Technology Officer sehr stolz.“ Ein aktuelles Forschungsprojekt, auf das Maas-Brunner näher einging, ist die Entwicklung von Materialien, die die Effizienz der Wasserelektrolyse deutlich verbessern. Die Wasserelektrolyse stellt den für die Transformation der Chemiebranche unverzichtbaren CO2-freien Wasserstoff her.
Um seine Kunden auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit zu unterstützen, hat das Unternehmen eine international anerkannte Methode mitentwickelt, mit der es sein Produktportfolio kontinuierlich überprüft: Sustainable Solution Steering, kurz „TripleS“. Mit dieser Bewertungsmethode analysiert BASF den Nachhaltigkeitsbeitrag der Produkte und klassifiziert diese in fünf Kategorien: Pioneer, Contributor, Standard, Monitored und Challenged. Haben Produkte ein deutliches Defizit bei ihrer Nachhaltigkeit (Challenged), nimmt BASF sie spätestens nach fünf Jahren vom Markt. Im Jahr 2023 hat der Hersteller eine überarbeitete TripleS-Methode zur nachhaltigen Steuerung ihres Produktportfolios eingeführt, um es in Zukunft noch stärker auf Klimaschutz, Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft auszurichten. „Mit TripleS messen wir transparent, wie nachhaltig wir agieren und wie wir uns verbessern“, betonte Maas-Brunner. Wie Kunden aus unterschiedlichsten Branchen ihre Nachhaltigkeitsziele besser erreichen können, verdeutlichten Experten von BASF anhand von fünf innovativen Produkten und Technologien.
Straßen weltweit sind immer stärkeren Belastungen ausgesetzt. Der Schwerlastverkehr nimmt zu. Gleichzeitig werden die klimatischen Bedingungen extremer, so dass Verkehrswege meist nach zehn bis zwölf Jahren ersetzt werden müssen. Mit „B2Last“ (Bitumen to Last) hat das Unternehmen ein neuartiges Bitumenadditiv entwickelt, das die Haltbarkeit von Straßen verbessert und gleichzeitig den CO2-Fußabdruck beim Bau verringert. Das Additiv ist ein Reaktivsystem auf Basis von Isocyanaten. Es vernetzt die einzelnen Bestandteile des Bitumens zu einem Polymernetzwerk. Dieses verbessert die elastischen Eigenschaften des Bitumens. So wird eine längere Haltbarkeit und Rissbeständigkeit der Straße bei hohen und auch niedrigen Temperaturen erreicht. Die Verwendung des neuen Additivs sorgt außerdem dafür, dass beim Straßenbau 65 Prozent weniger Bitumenemissionen entstehen. Das Mischgut kann bei niedrigeren Temperaturen verarbeitet werden. Der Zusatzstoff von BASF trägt zudem dazu bei, CO2-Emissionen zu verringern. Zum einen wird seltener asphaltiert. Zum anderen wird weniger Energie bei Produktion und Einbau benötigt. Zusätzlich kann bei der Verwendung von „B2Last“ ein hoher Anteil an Asphaltgranulat, also recycelter Asphalt, ins Mischgut gegeben werden. Dadurch wird ein Teil der Energie und der Ressourcen eingespart. Zudem werden CO2-Emissionen vermieden, die bei der Herstellung von neuem Asphaltmischgut anfallen würden.
Je geringer der Reibungswiderstand eines Flugzeugs in der Luft ist, desto geringer ist auch dessen Kraftstoffverbrauch und damit sein CO2-Ausstoß. Jetzt ist es Forschern von BASF gemeinsam mit Lufthansa Technik mit der Entwicklung von „Novaflex Sharkskin“ der Durchbruch gelungen. Dieser funktionale Film reduziert die Reibung von Oberflächen, ist UV-beständig und widersteht auch schnell wechselnden Temperaturen und mechanischen Belastungen.
Der Oberflächenfilm mit wie bei einer Hai-Haut mit 50 Mikrometer großen Rippen ausgestattet. Er wird auf der gesamten 777F-Frachterflotte von Lufthansa Cargo sowie allen Boeing 777-300ER-Passagierflugzeugen von Swiss International Air Lines eingeführt. Das Bekleben der strömungsrelevanten Bereiche des Flugzeugs mit dem Oberflächenmaterial reduziert den Luftwiderstand um rund ein Prozent, was wiederum rund 400 Tonnen Kerosin und etwa 1.250 Tonnen CO2 pro Flugzeug pro Jahr einspart. In Zukunft soll der Flugzeugkörper noch großflächiger mit „Novaflex Sharkskin“ überzogen werden. Dadurch würde sich der Luftwiderstand um drei Prozent verringern. Zudem arbeitet BASF aktuell daran, den funktionalen Film für andere Industrien weiterzuentwickeln: Bei Rotorblättern von Windrädern kann der Oberflächenfilm zu einer effizienteren Stromerzeugung führen, bei Schiffsrümpfen den Treibstoffverbrauch reduzieren.
Wenn Elektrofahrzeuge mit grünem Strom betankt werden, erzeugen sie während des Betriebs keine Emissionen. Allerdings ist ihre Produktion ressourcenintensiv. Dies gilt auch für die Herstellung der Kathodenmaterialien, die für die Batterie benötigt werden. BASF hat daher das Ziel, den ökologischen Fußabdruck ihrer Batteriematerialien entlang der gesamten Wertschöpfungskette deutlich zu verringern. Drei Bereiche stehen im Fokus: die Kathodenmaterialien selbst, ihr Produktionsprozess und das Recycling von Batteriematerialien am Ende des Lebenszyklus der Batterie.
Neuartige Kathodenmaterialien sind von zentraler Bedeutung für die Leistung, Sicherheit und Kosten moderner Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen. BASF verfügt in ihrer Forschung und Entwicklung über eine Vielzahl an Methoden, die einen wichtigen Einfluss auf die Eigenschaften der Batteriematerialien haben: von der Zusammensetzung der Materialien, über verschiedene Partikelgrößen und -verteilungen bis hin zu Anpassungen der Porosität und Oberflächeneigenschaften.
Ein weiterer Ansatzpunkt der Forscher ist es, durch einen ausgeklügelten Herstellungsprozess der Kathodenmaterialien den Anteil teurer Ausgangsmaterialien wie Nickel und Kobalt zu reduzieren, ohne dass sich die Leistungsfähigkeit der Batterie verringert. Zudem arbeitet BASF kontinuierlich daran, die Energie- und Ressourceneffizienz der einzelnen Prozessschritte zu verbessern und setzt Energie aus erneuerbaren Quellen ein. Ein wichtiger Hebel für nachhaltigere Batteriematerialien ist auch die verstärkte Verwendung recycelter Metalle wie Lithium, Nickel, Kobalt und Mangan. Die Ausbeute dieser Metalle beim Recycling zu erhöhen und gleichzeitig den Chemikalieneinsatz zu verringern, ist ein weiterer Schwerpunkt in der Batteriematerialforschung von BASF.
