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Innovationen von BASF für eine nachhaltige Zukunft
August 29, 2024

Presse

Innovationen von BASF für eine nachhaltige Zukunft

Innovationen und Nachhaltigkeit gehören bei BASF untrennbar zusammen. Mit ihren zukunftsweisenden Lösungen trägt BASF dazu bei, alternative Rohstoffquellen zu erschliessen sowie klimaschonende Herstellungsprozesse und Produkte zu entwickeln. Einige dieser Lösungen haben Dr. Alice Glättli, Leiterin der Einheit Digitalization, Automation and Innovation Management in der Forschung der BASF-Gruppe, sowie Dr. Matthias Halusa, BASF-Landesleiter Schweiz und Österreich, bei einem Mediengespräch an der Empa in der Schweiz vorgestellt. Ob Technologien für die Kreislaufwirtschaft und CO2-Reduktion, aerodynamische funktionale Filme oder neuartige Katalysatoren – BASF forscht für eine nachhaltige Zukunft.

Recycling von Polyamid 6-Textilien bringt Fasern in Neuwarenqualität
Mit loopamid®, einem Polyamid 6 (PA6, auch bekannt als Nylon 6), das ausschliesslich aus Textilabfällen hergestellt wird, bietet BASF die weltweit erste zirkuläre Lösung für Nylonbekleidung, die vollständig auf Textilabfällen basiert. Das Modehaus «Zara» hat eine Jacke aus loopamid gefertigt, die im Januar 2024 weltweit erhältlich war. Gemäss eines «Design für Recycling»-Ansatzes waren alle Teile, einschliesslich Stoffe, Knöpfe, Füllung, Klettverschluss und Reissverschluss aus loopamid gefertigt. Da die loopamid-Technologie alle Gewebemischungen toleriert, einschliesslich PA6 gemischt mit Elastan, ermöglicht sie echtes Textil-zu-Textil-Recycling von Industrietextilabfällen und Altkleidern. Dabei können Fasern und Materialien über mehrere Zyklen recycelt werden. Gleichzeitig sind die Materialeigenschaften identisch mit denen von herkömmlichem, neuen Polyamid.

Erfahren Sie hier mehr zur BASF-Innovation loopamid®.


Fliegen mit verbesserter Aerodynamik
Je geringer der Luftwiderstand eines Flugzeugs ist, desto geringer ist auch der Kraftstoffverbrauch – und damit der CO2-Ausstoss. Ein Team von BASF hat gemeinsam mit Lufthansa Technik NovaFlex SharkSkin entwickelt. Vorbild ist die Haut des Hais, auf deren Oberfläche winzige Rippen den Wasserwiderstand reduzieren. Der funktionale Film von BASF mit nur 50 Mikrometer grossen Rippen verringert die Reibung von Oberflächen, ist UV-beständig und widersteht auch schnell wechselnden Temperaturen und mechanischen Belastungen. Der innovative Oberflächenfilm wurde seit 2022 unter anderem auf allen Boeing 777-300ER-Passagierflugzeugen von SWISS International Air Lines aufgebracht. NovaFlex SharkSkin reduziert hier den Luftwiderstand um 1,1 %, was jährlich rund 400 Tonnen Kerosin und etwa 1.250 Tonnen CO2 pro Boeing 777-300ER-Passagierflugzeug einspart. In Zukunft soll der Flugzeugkörper noch grossflächiger mit NovaFlex SharkSkin überzogen werden. Dadurch würde sich der Luftwiderstand um circa 3 % 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.

Erfahren Sie hier mehr zur BASF- und Lufthansa-Innovation NovaFlex SharkSkin.


Additive für verbessertes Recycling von Kunststoffen
Auch bei Kunststoffen arbeiten Forscher der BASF daran, Stoffkreisläufe effizienter zu schliessen. Von etwa 350 Millionen Tonnen Plastikmüll, die weltweit pro Jahr entstehen, werden nur 10 % im Stoffkreislauf gehalten. Beim mechanischen Recycling werden die Kunststoffabfälle zerkleinert und geschmolzen. Allerdings ist dieses Rezyklat für viele Anwendungen zunächst nicht geeignet. Zum einen, weil die mehrfache Nutzung und Verarbeitung die Polymerketten oft so sehr beschädigt, dass der Kunststoff brüchig wird oder vergilbt. Zum anderen bestehen Kunststoffabfälle häufig aus gemischten, nicht voneinander trennbaren Kunststoffarten. Zum Beispiel bestehen Getränkeflaschen aus Polyethylenterephthalat (PET), ihre Deckel hingegen aus Polypropylen (PP) – solche Mischungen aus nicht kompatiblen Kunststoffen führen zu erheblichen Qualitätsverlusten. BASF-Forscher haben nun verschiedene Kunststoff¬additivpakete entwickelt, welche die Qualität des recycelten Materials gezielt stabilisieren und verbessern. Verträglichkeitsvermittler zum Beispiel verbessern die mechanischen Eigenschaften von Polymermischungen. Das wertet mechanisch recycelte Kunststoffe und ihre Produkte im Kunststoff-Kreislauf auf.

Erfahren Sie hier mehr zur BASF-Innovation IrgaCycle®.

Die Additiv-Lösungen für das mechanische Recycling von Kunststoffen werden am BASF-Standort in Kaisten (Schweiz) entwickelt und produziert. Hier hat auch das Anwendungszentrum für Kunststoffadditive für die Region EMEA (Europa, Naher Osten und Afrika) seinen Sitz. «Wir profitieren in der Schweiz von hervorragenden Rahmenbedingungen, die es uns ermöglichen, Innovation, Nachhaltigkeit und ‹Ease of doing business› bestens zu kombinieren», unterstrich der Schweizer Landesleiter Matthias Halusa.


Nachhaltigkeit beginnt in Forschung und Entwicklung – und mit Hilfe der Digitalisierung
Die Grundlage für die Entwicklung nachhaltiger chemischer Lösungen ist die einzigartige Forschungs- und Entwicklungsplattform der BASF. Die enormen Chancen der Digitalisierung entlang des gesamten Entwicklungszyklus zu nutzen, ist das strategische Ziel von BASF. Digitale Lösungen in Forschung und Entwicklung festigen die Spitzenposition der BASF als weltweit innovativstes Unternehmen in der chemischen Industrie. Insbesondere der BASF-eigene Supercomputer «Quriosity» ermöglicht es, komplexe Fragestellungen höchst effizient zu bearbeiten. «Damit können wir den Bedürfnissen unserer Kunden nach massgeschneiderten chemiebasierten Innovationen noch schneller und besser gerecht werden», erklärt Alice Glättli.

Erfahren Sie hier mehr zum BASF-Supercomputer Quriosity.


Weltweit erste Demonstrationsanlage für grosstechnische elektrisch beheizte Steamcracker-Öfen
Im April 2024 haben BASF, SABIC und Linde die weltweit erste Demonstrationsanlage für grosstechnische elektrisch beheizte Steamcracker-Öfen eingeweiht. Nach drei Jahren Entwicklungs-, Konstruktions- und Bauzeit ging die Demonstrationsanlage am Standort Ludwigshafen in den Regelbetrieb.
Steamcracker spielen eine zentrale Rolle bei der Herstellung von Basischemikalien. Bei Temperaturen von etwa 850 Grad Celsius werden Kohlenwasserstoffe in Olefine und Aromaten aufgespalten. Bisher wurden diese Temperaturen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erreicht. Die Demonstrationsanlage soll zeigen, dass eine kontinuierliche Olefinproduktion mit Strom als Wärmequelle möglich ist. Durch die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen werden die CO2-Emissionen eines der energieintensivsten Produktionsprozesse in der chemischen Industrie um mehr als 90 % gesenkt.

Erfahren Sie hier mehr zur BASF-Innovation «elektrischer Steamcracker». 


Hochentropie-Legierungen als eine mögliche neue Katalysatorklasse
Edelmetalle wie Iridium oder Platin sind selten und teuer. In Katalysatoren sorgen sie für besonders hohe Aktivität und Effizienz, zum Beispiel bei der Spaltung von Ammoniak in Stickstoff und Wasserstoff. Um den Einsatz der teuren Edelmetalle zu verringern, kommt eine besondere Substanzklasse ins Spiel, sogenannte Hochentropie-Legierungen (High Entropy Alloys, kurz HEAs). Das sind Legierungen aus fünf oder mehr metallischen Elementen in zufälliger Anordnung. Durch die Vielzahl von Elementen mit einer zufälligen Anordnung erreicht man besondere Eigenschaften. Gemeinsam mit ihren Partnern bei der California Research Alliance (CARA) konnte BASF nicht nur zeigen, dass es möglich ist, auf dem Weg über die HEAs die Menge an Edelmetall zu reduzieren, ohne die Leistung des Katalysators zu beeinträchtigen. Es konnte zudem eine robuste und vielseitige Synthesemethode im industriell relevanten Massstab entwickelt werden.

Theoretisch gibt es nahezu unbegrenzt viele Möglichkeiten, solche Materialien aufzubauen. Mit Hilfe von quantenmechanischen Berechnungen und Machine Learning wurde die Suche nach den vielversprechendsten Verbindungen drastisch beschleunigt. In enger Zusammenarbeit mit der EPFL, der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne, wurde die Modellierungsgeschwindigkeit um mehr als den Faktor 1.000 erhöht. Dank dieser Berechnungen können wir uns mittlerweile auf nurmehr fünf Leitstrukturen konzentrieren.
 
Entwicklung neuer massgeschneiderter zertifizierter biologisch abbaubarer Produkte
Bakterien und Pilze spielen bei BASF nicht nur bei der Herstellung nachhaltiger Produkte eine wichtige Rolle. Nachhaltigkeit bedeutet auch genau zu wissen, wie und warum Mikroorganismen in der Umwelt unsere Produkte nach deren Verwendung abbauen. Bioabbaubarkeit bedeutet, dass Mikroorganismen komplexe organische Verbindungen zu Energie, Wasser, Kohlendioxid und Biomasse verstoffwechseln. Um diese Methode der Natur zu nutzen und vollständig biologisch abbaubare Produkte zu entwickeln, ist nicht nur ein fundamentales Verständnis der Chemie, sondern auch der biologischen Prozesse notwendig. Digitale Werkzeuge sind ein essenzieller Bestandteil der Forschungsarbeiten und helfen, den Ausbau des Portfolios mit neuen, zertifiziert biologisch abbaubaren Produkten voranzutreiben. So kann BASF mit ihrer umfangreichen Sammlung an Daten zur Bioabbaubarkeit vorhersagekräftige Computermodelle entwickeln, die schon in einem frühen Stadium der Produktentwicklung das Abbauverhalten von Molekülen und Materialien vorhersagen können und deren Struktur entsprechend anpassen.

Erfahren Sie hier mehr zum BASF-Innovationsthema Bioabbaubarkeit.


Mit Co-Creation-Ansätzen zum Erfolg
Wichtig ist es, die Herausforderungen der Zukunft technologieoffen zu meistern und alternative Technologiekonzepte einzubeziehen. «Wir sind fest überzeugt, dass viele Technologielösungen der Zukunft im komplementären und interdisziplinären Austausch entstehen. Daher setzen wir auf die Stärke der Co-Creation und Zusammenarbeit mit externen Partnern», erklärt Alice Glättli, Leiterin Digitalization, Automation and Innovation Management in der Forschung der BASF-Gruppe. «So können wir gemeinsam neue Lösungsansätze frühzeitig erkennen und unser Produktportfolio für unsere Kunden und ihre Anforderungen erweitern.»

Mit der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeitet BASF seit vielen Jahren und in verschiedenen Projekten zusammen. So auch in der neuen STEP2-Einheit im modularen Innovationsgebäude auf dem Empa-Campus in Dübendorf (Schweiz). BASF ist in dieser Einheit Hauptpartner der Industrie. In der STEP2-Unit, die am 29. August 2024 eröffnet wird, wurden neue Lösungen für die Kreislaufwirtschaft, die digitale und industrielle Fabrikation, für Gebäudehüllen sowie fürs Energiesystem entwickelt und umgesetzt.

Erfahren Sie hier mehr über die STEP2-Unit und den Innovationsbeitrag von BASF.
 

BASF in der Schweiz
In der Schweiz vermarktet BASF ein umfassendes Produktsortiment. Das Portfolio reicht dabei von Chemikalien, Kunststoffen und Veredlungsprodukten bis hin zu Pflanzenschutzmitteln und Feinchemikalien. Insgesamt ist BASF an acht Schweizer Standorten mit Handelsunternehmungen oder Produktionsbetrieben vertreten: in Basel, Allschwil, Brugg, Kaisten, Monthey, Pfäffikon, Schweizerhalle und Zug. An den Schweizer Standorten arbeiten rund 1.000 Mitarbeitende daran, zum Erfolg der Kunden aus nahezu allen Branchen beizutragen. Weitere Informationen unter www.basf.ch.

Über BASF 
Chemie für eine nachhaltige Zukunft, dafür steht BASF. Wir verbinden wirtschaftlichen Erfolg mit dem Schutz der Umwelt und gesellschaftlicher Verantwortung. Rund 112.000 Mitarbeitende in der BASF-Gruppe tragen zum Erfolg unserer Kunden aus nahezu allen Branchen und in fast allen Ländern der Welt bei. Unser Portfolio umfasst sechs Segmente: Chemicals, Materials, Industrial Solutions, Surface Technologies, Nutrition & Care und Agricultural Solutions. BASF erzielte 2023 weltweit einen Umsatz von 68,9 Milliarden €. BASF-Aktien werden an der Börse in Frankfurt (BAS) sowie als American Depositary Receipts (BASFY) in den USA gehandelt. Weitere Informationen unter www.basf.com. 
 

Franz Kuntz
Mediensprecher - Deutschsprachige Medien
Klybeckstrasse 161, 4057 Basel, Schweiz
+41 61 63-63333
In einem frühen Stadium der Produktentwicklung ist es wichtig zu verstehen, ob und wie der biologische Abbau abläuft. BASF entwickelt eine Reihe zertifizierter biologisch abbaubarer Produkte, die in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz kommen, darunter bodenabbaubare Mulchfolien für die Landwirtschaft, kompostierbare Beutel und Haushalts- und Körperpflegeprodukte. Dabei nutzen BASF-Forscher verschiedene Methoden, mit denen sich der biologische Abbau eines Materials in verschiedenen Lebensräumen messen lässt. Bei kompostierbaren und im Boden biologisch abbaubaren Produkten muss sichergestellt werden, dass diese Produkte nicht nur biologisch abbaubar sind, sondern dass auch zusätzlich untersucht wird, wie die Desintegration unter standardisierten End-of-Life-Bedingungen abläuft. Für Folienprodukte werden in der Regel Diarahmen verwendet, die die Folie einige Tage lang in einer speziellen Umgebung aufbewahren, so dass die Testproben gut entnommen werden können. Das Ausmass der Desintegration wird dann mit automatischen Analysealgorithmen ausgewertet. Constanze Risse (links), Spezialistin für Labordigitalisierung, und Waldemar Bartuli (rechts), Laborant, analysieren Proben aus einem Bodenabbaubarkeitsversuch an einem Lichtkasten

Bioabbaubarkeit bis ins Detail verstehen

In einem frühen Stadium der Produktentwicklung ist es wichtig zu verstehen, ob und wie der biologische Abbau abläuft. BASF entwickelt eine Reihe zertifizierter biologisch abbaubarer Produkte, die in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz kommen, darunter bodenabbaubare Mulchfolien für die Landwirtschaft, kompostierbare Beutel und Haushalts- und Körperpflegeprodukte. Dabei nutzen BASF-Forscher verschiedene Methoden, mit denen sich der biologische Abbau eines Materials in verschiedenen Lebensräumen messen lässt. Bei kompostierbaren und im Boden biologisch abbaubaren Produkten muss sichergestellt werden, dass diese Produkte nicht nur biologisch abbaubar sind, sondern dass auch zusätzlich untersucht wird, wie die Desintegration unter standardisierten End-of-Life-Bedingungen abläuft. Für Folienprodukte werden in der Regel Diarahmen verwendet, die die Folie einige Tage lang in einer speziellen Umgebung aufbewahren, so dass die Testproben gut entnommen werden können. Das Ausmass der Desintegration wird dann mit automatischen Analysealgorithmen ausgewertet. Constanze Risse (links), Spezialistin für Labordigitalisierung, und Waldemar Bartuli (rechts), Laborant, analysieren Proben aus einem Bodenabbaubarkeitsversuch an einem Lichtkasten
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Durch die mehrfache Nutzung und Verarbeitung der Kunststoffe werden die Polymerketten oft so sehr beschädigt, dass der Kunststoff brüchig wird oder vergilbt. Zudem bestehen Kunststoffabfälle häufig aus gemischten, nicht voneinander trennbaren Kunststoffarten. Solche Mischungen aus nicht kompatiblen Kunststoffen führen ebenfalls zu erheblichen Qualitätsverlusten. In der BASF-Forschung arbeiten Wissenschaftler daran, Additive zu entwickeln, die recycelte Kunststoffe gezielt stabilisieren und ihre Eigenschaften verbessern. So können Kunststoffe mehrfach werkstofflich wiederverwendet und Stoffkreisläufe besser und öfter geschlossen werden. Daniel Santoro, Laborant im Anwendungszentrum für Kunststoffadditive in Kaisten (Schweiz), vergleicht die optischen Eigenschaften einer recycelten Folie mit und ohne Stabilisatorsystem.

Additive für verbessertes Recycling von Kunststoffen

Durch die mehrfache Nutzung und Verarbeitung der Kunststoffe werden die Polymerketten oft so sehr beschädigt, dass der Kunststoff brüchig wird oder vergilbt. Zudem bestehen Kunststoffabfälle häufig aus gemischten, nicht voneinander trennbaren Kunststoffarten. Solche Mischungen aus nicht kompatiblen Kunststoffen führen ebenfalls zu erheblichen Qualitätsverlusten. In der BASF-Forschung arbeiten Wissenschaftler daran, Additive zu entwickeln, die recycelte Kunststoffe gezielt stabilisieren und ihre Eigenschaften verbessern. So können Kunststoffe mehrfach werkstofflich wiederverwendet und Stoffkreisläufe besser und öfter geschlossen werden. Daniel Santoro, Laborant im Anwendungszentrum für Kunststoffadditive in Kaisten (Schweiz), vergleicht die optischen Eigenschaften einer recycelten Folie mit und ohne Stabilisatorsystem.
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BASF hat an ihrem Standort in Ludwigshafen einen neuen Supercomputer in Betrieb genommen. Er heißt wie sein Vorgänger Quriosity und ist der weltweit grösste Supercomputer, der in der industriellen chemischen Forschung eingesetzt wird. Mit einer Rechenleistung von 3 Petaflops (1 Petaflops entspricht einer Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde) ermöglicht er deutlich komplexere Modellierungen, virtuelle Experimente und Simulationen. Dr. Stephan Schenk, Product Manager High Performance Computing bei BASF, beim neuen Supercomputer der BASF.

Quriosity – der Supercomputer der BASF

BASF hat an ihrem Standort in Ludwigshafen einen neuen Supercomputer in Betrieb genommen. Er heißt wie sein Vorgänger Quriosity und ist der weltweit grösste Supercomputer, der in der industriellen chemischen Forschung eingesetzt wird. Mit einer Rechenleistung von 3 Petaflops (1 Petaflops entspricht einer Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde) ermöglicht er deutlich komplexere Modellierungen, virtuelle Experimente und Simulationen. Dr. Stephan Schenk, Product Manager High Performance Computing bei BASF, beim neuen Supercomputer der BASF.
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Der funktionale Film NovaFlex SharkSkin wird in einzelnen Stücken manuell auf die Oberfläche des Flugzeugs aufgebracht.

Anbringung der Haifischhaut

Der funktionale Film NovaFlex SharkSkin wird in einzelnen Stücken manuell auf die Oberfläche des Flugzeugs aufgebracht.
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Steamcracker sind die Motoren im Herzen der chemischen Industrie. Gasbetriebene Hochtemperaturöfen sind für die Basischemie unverzichtbar. Allerdings ist der Prozess energieintensiv und emittiert erhebliche Mengen an CO2. Um sowohl beim Klimawandel als auch bei der Energietransformation voranzugehen, haben BASF, SABIC und Linde im April 2024 die weltweit erste Demonstrationsanlage für grosstechnisch, elektrisch beheizte Steamcracker-Öfen (eFurnace) eingeweiht. Unser Ziel in diesem Projekt: Durch die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen die CO2-Emissionen eines der energieintensivsten Produktionsprozesse in der chemischen Industrie, um mindestens 90 % im Vergleich zu heute eingesetzten Technologien zu reduzieren.  In der eFurnace Demonstrationsanlage werden zwei Heizkonzepte parallel getestet: Bei der direkten Beheizung wird elektrischer Strom direkt an die Rohre im Reaktor angelegt; die indirekte Beheizung nutzt die Strahlungswärme von Heizelementen, die um die Rohre angeordnet sind. Der Prototyp ist vollständig in die Steamcracker am BASF-Standort in Ludwigshafen integriert und damit in diesem Massstab weltweit einmalig.

Die eFurnace-Demonstrationsanlage am Standort Ludwigshafen

Steamcracker sind die Motoren im Herzen der chemischen Industrie. Gasbetriebene Hochtemperaturöfen sind für die Basischemie unverzichtbar. Allerdings ist der Prozess energieintensiv und emittiert erhebliche Mengen an CO2. Um sowohl beim Klimawandel als auch bei der Energietransformation voranzugehen, haben BASF, SABIC und Linde im April 2024 die weltweit erste Demonstrationsanlage für grosstechnisch, elektrisch beheizte Steamcracker-Öfen (eFurnace) eingeweiht. Unser Ziel in diesem Projekt: Durch die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen die CO2-Emissionen eines der energieintensivsten Produktionsprozesse in der chemischen Industrie, um mindestens 90 % im Vergleich zu heute eingesetzten Technologien zu reduzieren.  In der eFurnace Demonstrationsanlage werden zwei Heizkonzepte parallel getestet: Bei der direkten Beheizung wird elektrischer Strom direkt an die Rohre im Reaktor angelegt; die indirekte Beheizung nutzt die Strahlungswärme von Heizelementen, die um die Rohre angeordnet sind. Der Prototyp ist vollständig in die Steamcracker am BASF-Standort in Ludwigshafen integriert und damit in diesem Massstab weltweit einmalig.
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