Unsere Forschungsschwerpunkte
Unsere Forschung und Entwicklung ist weltweit führend in der chemischen Industrie. Mit einer mehr als 150-jährigen Geschichte von Innovationsexzellenz, einer breiten globalen Präsenz und einem Wissensverbund sowie einem kreativen Team aus eigenen Experten und externen Partnern aus aller Welt treiben wir innovative nachhaltige Lösungen voran und setzen das Potenzial der Chemie frei, um einige der dringendsten Herausforderungen der Welt zu lösen. Wir schaffen Chemie für eine nachhaltige Zukunft.
Unsere Forschenden in Laboren rund um den Globus arbeiten an Hunderten von Forschungsprojekten, um die Herausforderungen unserer Kunden zu meistern:
Nachhaltige Lebensmittelversorgung
Mit Forschung zu besseren Erträgen und neuen Lösungen im Bereich Ernährung
Pflanzen sind Grundlage für die menschliche Ernährung und die Fütterung von Nutztieren, die weltweit eine immer größere Rolle in den Ernährungsgewohnheiten der Menschen spielen. Seit mehr als 100 Jahren forscht BASF an Lösungen, die Landwirten dabei helfen, Pflanzen zu schützen und Erträge zu sichern. Heute forscht unser wissenschaftliches Personal in vielen verschiedenen Bereichen, darunter Saatgut, Pflanzenschutzmittel und sogar Digital Farming.
Es ist eine der wichtigsten Aufgaben unserer Zeit, hochwertige und sichere Lebensmittel zu produzieren. Unsere Produkte helfen dabei, eine personalisierte Ernährung zu ermöglichen, die Lebensmittel gesünder und nährstoffreicher macht, z. B. durch die Anreicherung mit Vitaminen. Entweder durch klassische chemische Synthese oder biochemische Fermentationsprozesse arbeiten die wissenschaftlich Tätigen an noch nachhaltigeren Produktionswegen und an Rezepturen höchster Qualität. Gleichzeitig erfordert ein weltweit steigender Fleischkonsum eine leistungsfähige Tierhaltung und neue Ansätze in der Tierernährung. BASF-Forschende verfügen über langjährige Expertise in der Entwicklung von Lösungen für eine verbesserte Futterverwertung und weniger Treibhausgasemissionen. Derzeit konzentrieren wir uns auf digitale Lösungen, die die Formulierung von Futtermitteln steuern und optimieren und gleichzeitig die Umweltbelastungen minimieren.
Erfahren Sie mehr über die Forschung der BASF in den Bereichen Agricultural Solutions und Digital Farming sowie Human Nutrition und Animal Nutrition.
Die Suche nach neuen Wirkstoffen in der Herbizidforschung ist ein permanenter Prozess. Selbst die erfolgreichsten Herbizide wirken nur für eine begrenzte Anzahl von Jahren, da sich im Laufe der Zeit Resistenzen gegen die Wirkstoffe in den Unkräutern entwickeln. Eines der neuesten Herbizide der BASF, Tirexor®, ist eine Antwort auf Gräser und Unkräuter, die eine Resistenz gegen das Allround-Herbizid Glyphosat entwickelt haben.
Die Wirkungsweise
Tirexor hemmt in der Pflanze das lebenswichtige Enzym PPO (Protoporphyrinogen IX Oxidase), das die Produktion von Chlorophyll und damit die Photosynthese in der Pflanze ermöglicht. Wird es gehemmt, bildet die Vorstufe des Chlorophylls mit dem in der Pflanze reichlich vorhandenen Sauerstoff eine reaktive Verbindung, die die Pflanze zerstört.
Der Weg zur Innovation
Während die Wirkstoffklasse der PPO-Inhibitoren ein Klassiker in der Herbizidforschung ist, wirkt Tirexor® erstmals vor allem in der oberen Bodenschicht. Um dies zu erreichen, arbeiteten die Forscher mit einem digitalen Modell der Kristallstruktur eines PPO-Inhibitors des pflanzlichen PPO-Enzyms (siehe Abbildung).
Durch den Einbau von Fluoratomen an bestimmten Stellen gelang es ihnen, den PPO-Inhibitor besser an bestimmte Proteinketten des pflanzlichen PPO zu binden. Dadurch konnten sie die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Wirkstoffs verändern und seine Mobilität im Boden im gewünschten Sinne verbessern. Außerdem stellten sie fest, dass die starke Bindung zwischen PPO und dem Inhibitor-Molekül die Entwicklung weiterer Resistenzen bei Unkräutern verhindert.
Mobilität der Zukunft
Forschung am Herzstück eines Elektrofahrzeugs
Seit mehr als einem Jahrzehnt forscht BASF an Kathodenmaterialien, der Schlüsselkomponente von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen. Mit hoher Energiedichte, Sicherheit und Effizienz sind unsere Batteriematerialien das Herzstück von E-Autos und bestimmen deren Praxistauglichkeit. Wir haben uns ehrgeizige Ziele gesetzt, um mit unserem bewährten Know-how in der Forschung die E-Mobilität weiter voranzutreiben: Bis 2025 wollen wir mit unseren Innovationen auf dem Feld der Batteriematerialien die reale Reichweite von Mittelklassewagen von 300 auf 600 km mit einer einzigen Ladung verdoppeln, dabei die Ladezeit auf nur 15 Minuten reduzieren, die Größe der Batterien halbieren und ihre Lebensdauer verdoppeln. Mit diesen Forschungszielen tragen wir maßgeblich zum Erfolg der zukünftigen Mobilität bei und machen sie zu einer praktischen Realität für alle.
Während die Batteriematerialien das Herzstück eines Elektrofahrzeugs sind, arbeiten unsere Forscher an der Verbesserung vieler weiterer entscheidender Faktoren für eine nachhaltige Mobilität der Zukunft. Dies reicht von den Innen- und Außenteilen eines Fahrzeugs bis hin zum Antriebsstrang und Fahrwerk, alles mit dem Ziel, Mobilität sauberer, leiser, sicherer und komfortabler zu machen.
Schauen Sie sich unsere Forschung im Bereich der Batteriematerialien an, gewinnen Sie einen Überblick über unsere Automotive Solutions und entdecken Sie all unsere Produkte in unserem virtuellen Auto. Vielleicht erfahren Sie auch, wie unsere innovativen Batteriematerialien Ihnen dabei helfen, sich vom täglichen Stress zu erholen.
Laut Experten müssen im Jahr 2030 mehr als 1,5 Millionen Tonnen Batteriezellen aus Elektrofahrzeugen entsorgt werden. Hinzu kommt Schrott aus der Produktion von Zellen und Kathodenmaterialien sowie deren Vorprodukte. Diese enthalten wertvolle Ressourcen wie Lithium, Kobalt und Nickel. Beim Batterierecycling können diese Rohstoffe zurückgewonnen und wieder aufbereitet werden. Um Lithium-Ionen-Batterien zu recyceln, werden sie zunächst zerlegt und geschreddert, wobei eine Substanz entsteht, die "schwarze Masse" genannt wird. Derzeit ist es möglich, die Rohstoffe durch verschiedene chemische Prozesse aus der schwarzen Masse zurückzugewinnen. Dies reduziert den Kohlenstoff-Fußabdruck der Batteriemetalle um mindestens 25 Prozent im Vergleich zum Abbau aus natürlichen Vorkommen.
Bislang ist dieser Prozess jedoch sehr energieintensiv oder es fallen große Mengen an Salzen an, die entsorgt werden müssen. Außerdem ist die Ausbeute an Rohstoffen noch zu gering. BASF entwickelt ein neues hocheffizientes chemisches Verfahren mit zahlreichen Vorteilen: Es kann hochreines Lithium mit hoher Ausbeute aus den Batterien zurückgewinnen, es vermeidet Abfälle und es reduziert den CO2-Fußabdruck im Vergleich zu bestehenden Verfahren weiter.
Damit unterstützt BASF die Ziele der Europäischen Kommission, eine nachhaltige europäische Batterie-Wertschöpfungskette zu etablieren. Das BASF-Recyclingverfahren kann eine wichtige Rolle bei der Schaffung einer Kreislaufwirtschaft für Batterien in Europa spielen.
Erfahren Sie mehr über das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien und werfen Sie einen Blick auf den Inhalt unserer Forschungspressekonferenz 2020, die sich unter anderem mit dem Batterierecycling befasst hat.
Kreislaufwirtschaft
Abfall in Gold verwandeln
Eine Kreislaufwirtschaft verfolgt das Konzept, durch die Entwicklung innovativer Geschäftsmodelle Wachstum vom Ressourcenverbrauch zu entkoppeln - dies erfordert die Abkehr vom linearen "take-make-dispose"-Ansatz und die Suche nach neuen Methoden in Produktion und Konsum durch die Entwicklung und Umsetzung von Kreislauflösungen. Dies könnte die größte wirtschaftliche Transformation seit der industriellen Revolution sein - die Forschung spielt eine Schlüsselrolle bei der Erreichung dieses ehrgeizigen Ziels. BASF forscht an zahlreichen Projekten, wie zum Beispiel der Entwicklung von kompostierbaren und biobasierten Konsumgütern (z.B. Lebensmittelverpackungen), Recyclingverfahren (z.B. Recycling von Matratzen) und ChemCycling™, einem Verfahren, das Kunststoffabfälle in neue chemische Produkte umwandelt. Aber natürlich hört die Forschung hier nicht auf. Wir entwickeln kontinuierlich laufende und neue Projekte, um eine Kreislaufwirtschaft voranzutreiben, die Energie und Ressourcen spart und gleichzeitig den Abfall reduziert.
Mehr zum Thema Kreislaufwirtschaft, unsere Nachhaltigkeitsziele und die neuesten Entwicklungen, die auf unserer Forschungspressekonferenz 2020 präsentiert wurden.
ChemCyclingTM - oder chemisches Recycling - bietet einen innovativen Weg zur Wiederverwendung von Kunststoffabfällen, die derzeit nicht recycelt werden, wie z. B. gemischte oder ungereinigte Kunststoffe: Mit Hilfe thermochemischer Prozesse können diese Kunststoffe zur Herstellung von Synthesegas oder Öl genutzt werden. Die dabei entstehenden Recycling-Rohstoffe dienen als Einsatzstoffe in der BASF-Produktion und ersetzen so teilweise fossile Ressourcen.
Im Jahr 2018 hat BASF erstmals Produkte auf Basis von chemisch recycelten Kunststoffabfällen hergestellt und gehört damit zu den weltweiten Vorreitern der Branche. Wir arbeiten eng mit unseren Kunden und Partnern, die von Entsorgungsunternehmen über Technologieanbieter bis hin zu Verpackungsherstellern reichen, zusammen, um eine zirkuläre Wertschöpfungskette aufzubauen.
Erste Pilotprodukte wurden bereits entwickelt, darunter Mozzarella-Verpackungen, Kühlschrankkomponenten und Isolierplatten. Die Herstellung von Produkten, die hohe Qualitäts- und Hygienestandards erfüllen - wie sie zum Beispiel bei Lebensmittelverpackungen gefordert werden - ist möglich, weil die von BASF gelieferten ChemCyclingTM-Produkte genau die gleichen Eigenschaften haben wie Produkte aus fossilen Rohstoffen.
Lesen Sie mehr über unser ChemCyclingTM.
Klimafreundliche Prozesse
Klimaneutral ab dem Jahr 2050
Wir haben uns zum Ziel gesetzt, ab 2050 CO2-neutral zu sein. In den vergangenen Jahrzehnten hat BASF durch die Optimierung der Energieerzeugung und der Produktionsprozesse sowie durch die konsequente Reduzierung der Lachgasemissionen bereits eine erhebliche Reduzierung der CO2-Emissionen erreicht. Diese Anstrengungen setzen wir fort, indem wir uns intensiv mit verbesserten Produktionsverfahren und grundlegend neuen Technologien beschäftigen. Unsere Forscher arbeiten an mehreren Projekten, um CO2-Emissionen erst gar nicht entstehen zu lassen, und beschäftigen sich zusätzlich mit der Integration von Biomasse, CO2 oder Abfall als Rohstoff für die chemische Produktion.
Mehr über unser Carbon Management Programm.
Methanpyrolyse: Der lange Weg zur Großanlage
Die chemische Industrie benötigt große Mengen an Wasserstoff. Im Rahmen des Carbon Management Programms entwickeln wir gemeinsam mit Kooperationspartnern eine neue Prozesstechnologie zur Herstellung von sauberem Wasserstoff aus Erdgas, die sogenannte Methanpyrolyse.
Tauchen Sie ein in die Methanpyrolyse und weitere Beispiele zur Reduzierung von CO2.
Sustainable Consumer Products
Forschung, die Hochleistung mit Nachhaltigkeit verbindet
Heute verwenden wir in unserem täglichen Leben immer mehr Produkte, die den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft folgen. Unsere Kunden wollen sich mit Nachhaltigkeit vom Wettbewerb differenzieren. Sie sind mit neuen Vorschriften und Standards in den Wertschöpfungsketten sowie einem sich verändernden gesellschaftlichen und geschäftlichen Umfeld konfrontiert. Das Thema Nachhaltigkeit beginnt in unseren Laboren mit der Forschung und dem Ziel, neue Lösungen für die Konsumgüterindustrie zu finden. Lassen Sie uns den Blick auf einige aktuelle Beispiele werfen.
In alltäglichen Anwendungen wie der Innenausstattung von Fahrzeugen, Designermode und Möbeln steht unsere innovative Kunstlederlösung Haptex® für Nachhaltigkeit in Design und Qualität. Haptex® wurde in unseren Laboren entwickelt und ist die erste Lösung für Kunstleder ohne organische Lösungsmittel, die niedrige VOC-Standards (flüchtige organische Verbindungen) einhält.
Beschichtungen müssen heute ein umweltfreundliches Profil mit hoher Leistung verbinden. Sei es mit konservierungsmittelfreien Innenfarben, die eine hohe Deckkraft und Scheuerfestigkeit bieten, wie Acronal® 6292, oder mit Joncryl® 9500, einer Beschichtung auf Wasserbasis, die eine homogene Oberfläche bildet, die weiße Möbel vor hartnäckigen Haushaltsflecken wie Senf, Rotwein und Kaffee schützt und gleichzeitig eine hohe Kratzfestigkeit gewährleistet.
Die Einsparung von Wasser- und Energieressourcen beim Wäschewaschen ist ein weiterer Treiber unserer Forschung. Die Ergebnisse aus unseren Labors sind enzymbasierte Flüssigformate mit ausgezeichneter Leistung bei niedrigen Temperaturen. Unsere neuen Protease Lavergy® Pro-Typen heben hartnäckige Flecken wie Ei, Blut und Milch sogar bei niedrigen Waschtemperaturen zwischen 20°C und 30°C.
Mehr zu Haptex®, Acronal® 6292, Joncryl® 9500 und Lavergy® Pro. Interessiert, wie zertifizierte biologisch abbaubare Kunststoffe zur Circular Economy beitragen? Dann klicken Sie hier.
Ein Schwerpunkt der BASF-Forschung ist seit vielen Jahren die vollständige biologische Abbaubarkeit von Biopolymeren in verschiedenen Biosphären und Böden. Unser multidisziplinärer Forschungsverbund sorgt dafür, dass Wissenschaftler mit unterschiedlichsten Kompetenzen dieses komplexe Forschungsgebiet mit einem ganzheitlichen Ansatz vorantreiben. Mitarbeiter aus dem Forschungsbereich Advanced Materials & Systems Research erweitern kontinuierlich unser Kompetenzprofil. Mit ecovio® M 2351 haben wir z. B. den ersten Kunststoff für Mulchfolien entwickelt, der nach der europäischen Norm DIN EN 17033 als biologisch abbaubar zertifiziert ist. Um unsere F&E-Bemühungen weiter zu verstärken, haben wir kürzlich ein Labor für biologische Abbaubarkeit in unserem Innovation Campus in Schanghai eröffnet. Für weitere Informationen zu den Haupteinsatzgebieten von ecovio® klicken Sie bitte hier.
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