Bekanntmachung - Ministerium für Innovation, Wissenschaft und

Bekanntmachung des Förderwettbewerbs
„Orientierungsprojekte für Anwendungsmöglichkeiten
von Graphen und 2D-Materialien“
des Ministeriums für Innovation, Wissenschaft und Forschung
des Landes Nordrhein-Westfalen
0.
Zusammenfassung
Nordrhein-Westfalen als traditionelles Werkstoffland mit über 720.000 Beschäftigten,
über 200 Mrd. € Umsatz und über 6.000 Unternehmen und Forschungseinrichtungen in
diesem Feld ist darauf angewiesen, seiner Vorreiterrolle auch in Bezug auf aktuelles
Grundlagenwissen und Forschung in diesem Feld gerecht zu werden. Der frühzeitige
Transfer wissenschaftlichen Know-hows für die Nutzung in Anwendungen, die durch die
Wirtschaft realisiert werden, trägt wesentlich zum Abbau von Innovationshemmnissen bei
und ist damit eine zentrale Voraussetzung zum Lösen aktueller gesellschaftlicher Herausforderungen.
Mit Graphen und anderen neuartigen 2-dimensionalen Materialien wird derzeit durch die
Wissenschaft eine neue Materialklasse erschlossen, die aufgrund von neuartigen Eigenschaften und Eigenschaftskombinationen Anwendungen erwarten lassen, die bislang nicht
denkbar waren. Hierfür frühzeitig die Wege für eine Nutzung in NRW zu ebnen und die
Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft zu stimulieren ist Kernelement des
Wettbewerbs "Orientierungsprojekte für Anwendungsmöglichkeiten von Graphen und
2D-Materialien".
Orientierende Forschungsprojekte sollen dazu in Zusammenarbeit von Wissenschaft und
Wirtschaft grundlegende Fragen klären und damit Produkt- oder Prozessinnovationen beschleunigen, Technologieführerschaft sichern und Kooperationen anstoßen, um künftigen
Fortschritt zu ermöglichen. Im Mittelpunkt steht die Klärung von grundlegenden Eigenschaften und Prozessmöglichkeiten von Graphen und 2D-Materialien in Hinblick auf denkbare Anwendungsfelder.
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1.
Ausgangslage und Zielsetzung des Förderwettbewerbs
Mit der Entdeckung von Graphen als ersten Vertreter der in atomarer Größenordnung
zweidimensionalen Materialien wurde das Tor zu Werkstoffen mit gänzlich neuartigen Eigenschaften und Eigenschaftskombinationen geöffnet. Graphen kann durch chemische
Modifikation in seiner elektrischen Leitfähigkeit gesteuert werden, es ist aufgrund seiner
Dünne von nur einer Atomlage transparent und flexibel, es weist eine sehr hohe Festigkeit
sowie extrem geringe Gasdurchlässigkeit auf. Auch werden quantenphysikalische Effekte
und andere Eigenschaftskombinationen nutzbar, die bislang nicht für Anwendungen zugänglich sind.
Derzeit wird das Spektrum der vielfältigen technologischen Möglichkeiten, die bereits Graphen eröffnet, durch neue Vertreter dieser Werkstoffklasse erweitert. Substanzen wie z.
B. Bornitrid (BN), Silicen (Si) Germanan (GeH) oder auch Übergangsmetallchalkogenide wie
Molybdändisulfid (MoS2) oder Wolframdisulfid (WoS2) erweitern das Spektrum der zugänglichen Materialeigenschaften erheblich. Insbesondere die unterschiedlichen und
auch durch chemische Modifikation steuerbaren elektronischen und quantenphysikalischen Eigenschaften lassen hier gänzlich neue technologische Möglichkeiten erwarten.
Beispielsweise könnte eine Kombination von MoS2- und Graphen- oder BN-Schichten ein
neuartiges Material mit alternierenden leitfähigen und nicht-leitfähigen Ebenen ergeben,
dessen Einsatzmöglichkeiten derzeit noch nicht einmal abgeschätzt werden können.
Die Werkstoffklasse der 2D-Materialien, voran der bislang am besten bekannte Vertreter
Graphen, wird daher voraussichtlich signifikante Beiträge zur Lösung aktueller technologischer Herausforderungen leisten, insbesondere energietechnischer und ressourcenrelevanter Fragestellungen. Denkbare Anwendungen liegen z. B. in der Substitution kritischer
Halbleitermaterialien wie ITO (Indium-Zinn-Oxid), in der Haltbarmachung von Lebensmitteln, bei der Energiespeicherung in Batterien und / oder Superkondensatoren, für neuartige, hocheffiziente Elektronik und Energietechnik (z. B. in der OLED-Technik oder der Photovoltaik), u. v. a. m.. Da die genauen Eigenschaften und Möglichkeiten der neuen Materialien bislang noch nicht hinreichend bekannt sind, lassen sich auch die denkbaren technologischen Anwendungen noch nicht genauer eingrenzen.
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Die enormen Chancen, die diese Materialien bieten, führen weltweit zu intensiven und
weiter ansteigenden Forschungsaktivitäten. Derzeit werden bei den meisten Projekten neben der quantenphysikalischen Grundlagenforschung die Ziele verfolgt, die Eigenschaften
und Methoden in Hinblick auf neue Anwendungsfelder zu prüfen sowie optimierte Produktionsmethoden zu entwickeln. Um dabei Irrwege zu vermeiden und passgenaue Implementierung in Märkte und gesellschaftliche Anforderungen zu gewährleisten formieren
sich umfangreiche Kooperationen und Großprojekte, so z. B. das EU-Flagshipprojekt "Graphen" mit einem vorgesehenem Invest von 1 Mrd. € in 10 Jahren.
Für Nordrhein-Westfalen als Werkstoffland mit zahlreichen Wissenschaftlern sowie potentiellen Anwendern und Produzenten in den betroffenen Feldern ist es von hoher Bedeutung, die möglichen Realisierungen der Chancen aus der Entwicklung von Graphen und
anderen 2D-Materialien in den hiesigen Wertschöpfungsketten zu verankern. Diverse Forschergruppen sowie einige Unternehmen aus NRW arbeiten hieran erfolgreich auf hohem
Niveau und sind teilweise integriert in internationale Projekte, beispielsweise dem o. g.
EU-Flagshipprojekt "Graphen".
Um dies zu unterstützen und die Wege in mögliche Anwendungen zu ebnen soll frühzeitig
am Anfang der Technologieentwicklung eine Plattform aufgebaut werden, die NRW-Wissenschaft, Unternehmen und weitere Akteure (ggf. Arbeitsschutz, Verbraucherschutz
usw.) zusammen bringt, um das Thema gemeinsam voranzutreiben und mit der internationalen Entwicklung zu verkoppeln. Zu diesem Zweck wurde bereits vom Cluster
NMWP.NRW eine Facharbeitsgruppe zu Graphen und 2D-Materialien aufgebaut. An der
Universität Duisburg-Essen wurde zudem eine Graphen-Produktionsanlage installiert, die
zentral allen interessierten NRW-Forschern hochwertiges Graphen mit referenzierten Eigenschaften bereitstellen soll. Darüber hinaus hat eine Reihe von kleinen und zeitlich eng
befristeten Forschungs-Orientierungsprojekten die grundsätzliche Tauglichkeit von Graphen für definierte Anwendungsfelder untersucht und dabei frühzeitig konkrete Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft aufgebaut.
Mit dem vorliegenden Projektaufruf für Orientierungsprojekte für Anwendungsmöglichkeiten von Graphen und 2D-Materialien will die Landesregierung Nordrhein-Westfalen
frühzeitig Kooperationen zwischen Wirtschaft und Wissenschaft aus- und aufbauen, um
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künftige Anwendungsmöglichkeiten der neuen Materialien zu erschließen. Die Förderungen im Rahmen dieser Ausschreibung sollen die Arbeiten der Forschungsinstitute in diesen
Kooperationen ermöglichen.
Ziel der Forschungsaktivitäten muss es sein, die Projektergebnisse zu einem späteren Zeitpunkt in den Aufbau von F&E-Projekten für die konkrete Anwendungsentwicklung zu überführen oder sie direkt für eine Weiterentwicklung zu marktgerechten Produkten im Sinne
von "Fortschritt.NRW" zu nutzen.
2.
Gegenstand des Förderwettbewerbs
Der vorliegende Projektaufruf greift die bisherigen Erfahrungen auf und hat zum Ziel, über
orientierende Forschungsprojekte grundlegende Fragen zu Graphen und anderen 2D-Materialien zu klären. Die Vorhaben sollen die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft in konkreten Verbundprojekten aus- und aufbauen sowie weiter stärken. Über solcherlei Kooperationen sollen Produkt- oder Prozessinnovationen beschleunigt und Technologieführerschaft gesichert werden. Im Mittelpunkt steht die Klärung von grundlegenden Eigenschaften und Prozessmöglichkeiten von Graphen und 2D-Materialien in Hinblick
auf denkbare Anwendungsfelder. Die Projekte sollen hinreichend Daten bereitstellen, um
darauf die Strategien und Entscheidungen über größere F&E-Vorhaben in dem jeweiligen
Anwendungsfeld aufbauen zu können.
Der Förderwettbewerb "Orientierungsprojekte für Anwendungsmöglichkeiten von Graphen und 2D-Materialien" ist Teil der Forschungsstrategie "Fortschritt.NRW". Die vorgeschlagenen Projekte sollen dem entsprechend das Potential für nachhaltige Beiträge zum
Fortschritt erschließen und Ansätze zur Lösung der großen globalen Herausforderungen
liefern, beispielsweise dem Klimaschutz, der Steigerung von Ressourcen- und Energieeffizienz oder auch den Auswirkungen der aktuellen demografischen Entwicklung (s. 4.2.1).
3.
Teilnahme
3.1
Antragsberechtigt sind:

Hochschulen

sonstige Forschungseinrichtungen im Sinne des Unionsrahmens für staatliche Beihilfen zur Förderung von Forschung, Entwicklung und Innovation (2014/C 198/01)
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3.2
Teilnahmevoraussetzungen
Das jeweilige Vorhaben muss thematisch, zeitlich und finanziell abgrenzbar sein und darf
mit Ausnahme von Vorplanungen sowie Marktanalysen noch nicht begonnen worden sein.
Das Projekt muss in Nordrhein-Westfalen durchgeführt werden. Eine mögliche spätere
Nutzung der Ergebnisse für die Anwendungsentwicklung in NRW muss plausibel sein. Im
Projektvorschlag soll daher dargelegt werden, wie das Projektthema im Erfolgsfall weitergeführt werden könnte.
In der jeweiligen Projektbeschreibung ist das Konzept zur praktischen Umsetzung des Vorschlages unter Berücksichtigung der unter 4.2 genannten Kriterien zu beschreiben. Darüber hinaus sind Angaben zu den Projekt-Gesamtausgaben und der Finanzierung sowie
die einzelnen Arbeitsschritte darzustellen. Die Benutzung der unter www.wissenschaft.nrw.de abrufbaren Antragsunterlagen ist zwingend vorgeschrieben.
Das Interesse und die Kooperation mit der Wirtschaft sind durch eine zweckgebundene
Spende eines oder mehrerer Unternehmen nachzuweisen, die in der Höhe mindestens 20
% der geplanten Projekt-Gesamtausgaben entspricht.
Im Rahmen der finanziellen Möglichkeiten der antragstellenden Organisationen sollte ein
Eigenanteil in die Gesamtfinanzierung eingebracht werden. Im Ausnahmefall ist aber auch
eine Vollfinanzierung der nach Abzug von Spenden verbleibenden Projekt-Gesamtausgaben durch das Land Nordrhein-Westfalen nicht ausgeschlossen. Sollten die einschlägigen
EU-beihilferechtlichen oder landesrechtlichen Regelungen aufgrund der speziellen Art des
Vorhabens Fördersätze nur bis zu einer bestimmten Höhe erlauben, so sind diese Werte
als Höchstgrenzen anzusetzen.
Die betragsmäßige Obergrenze der Förderung liegt bei einer Zuwendungshöhe von
50.000,00 € pro Projekt.
Die Gesamtfinanzierung jedes Projektes muss unter Einbeziehung sowohl von Spenden als
auch einer evtl. Eigenbeteiligung nachweislich gesichert sein.
Insgesamt stehen max. 250.000,- € für Orientierungsprojekte im Rahmen des vorliegenden
Projektaufrufs zur Verfügung.
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Die Projekte müssen spätestens am 31.11.2015 abgeschlossen werden. Ein Start der geförderten Projekte im Juli 2015 wird angestrebt.
Die Wettbewerbsteilnehmerinnen und -teilnehmer erklären sich im Falle einer Förderempfehlung des Gutachtergremiums einverstanden, dass ihre Namen und der Titel des
Vorhabens von der Landesregierung veröffentlicht werden.
3.3
Antragsverfahren
Wettbewerbsbeiträge müssen in schriftlicher Form bis spätestens 21.05.2015, 10:00 Uhr
im Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen vorliegen.
Projektvorschläge sind zu richten an das:
Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung
des Landes Nordrhein-Westfalen
Wettbewerb Graphen und 2D-Materialien
Völklinger Straße 49
40221 Düsseldorf
Informationen und Antragsunterlagen zum Wettbewerb finden sich im Internet unter
www.wissenschaft.nrw.de.
Ansprechpartner zu Zielen und Rahmenbedingungen des Wettbewerbs sowie formale Fragen im Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes NordrheinWestfalen sind:
inhaltlich:
 Herr Dr. Norbert von Thienen, [email protected], 0211 / 896-4658,
administrativ:
 Frau Andrea Grutz, [email protected], 0211 / 896-4354,
 Herr Hendrik Schöler, [email protected], 0211 / 896-4246.
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4.
Projektauswahl und Kriterien
(einschließlich Gewichtung der Auswahlkriterien, Scoring-Verfahren)
4.1
Auswahlverfahren:
Die eingegangenen Projektanträge werden auf der Basis der Auswahlkriterien (vgl. Ziff.
4.2) in förderrechtlicher, wirtschaftlicher und technologischer Hinsicht sowie hinsichtlich
ihrer gesellschaftlichen Relevanz im Sinne von "Fortschritt.NRW" geprüft und bewertet.
Die Auswahl erfolgt mit Hilfe eines Scoring-Verfahrens, bei dem jedes Vorhaben anhand
einer Kriterienliste bewertet wird. Die Gesamtpunktzahl jedes Vorhabens bestimmt sich
anhand der gewichteten Bewertungskriterien und der jeweils vergebenen Punkte und erlaubt das Ranking der eingereichten Projektvorschläge. Auf dieser Grundlage schlägt ein
Gutachtergremium eine Auswahl förderungswürdiger Projekte vor.
Die Zusammensetzung des Gutachtergremiums kann - wenn erforderlich - geändert werden. Änderungen werden umgehend unter www.wissenschaft.nrw.de bekannt gegeben.
Das Gutachtergremium empfiehlt grundsätzlich nur Vorhaben zur Förderung, bei denen
alle erforderlichen Unterlagen, anhand derer ein abschließendes Votum möglich sein
muss, eingereicht wurden. Alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Wettbewerbs werden im Nachgang der Gutachtersitzung durch das Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen über das Ergebnis des Auswahlprozesses informiert.
4.2
Auswahlkriterien:
Die Auswahlkriterien des Förderwettbewerbs orientieren sich an den Zielen der Strategie
"Fortschritt.NRW". Bei einer Teilnahme am Wettbewerb ist zu folgenden Kriterien Stellung
zu nehmen. Die Erfüllung dieser Kriterien sollte anhand quantitativer beziehungsweise
qualitativer Angaben unterlegt werden.
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4.2.1 Beitrag zur NRW-Forschungsstrategie "Fortschritt.NRW", insbesondere zu den großen gesellschaftlichen Herausforderungen
Gewichtung 30 %
Gemäß der NRW-Innovationsstrategie sollen neue Ansätze für Lösungen zu den unter 2. genannten großen gesellschaftlichen Herausforderungen aufgezeigt werden,
beispielsweise
 dem Klimaschutz und der Steigerung von Ressourcen- und Energieeffizienz,
 der Versorgung mit gesunden Nahrungsmitteln aus nachhaltiger Produktion,
 eine sichere, saubere und effiziente Energieversorgung,
 Intelligente, umweltfreundliche und integrierte Mobilität,
 Gesundheit und Wohlergehen im demografischen Wandel, sowie
 Sicherheit, Teilhabe und sozialer Zusammenhalt im gesellschaftlichen Wandel.
Es ist zu erläutern, welchen Beitrag das Vorhaben zu einem oder mehreren der gesellschaftlichen Herausforderungen leistet.
4.2.2 Innovationsgehalt und Industrierelevanz des vorgeschlagenen Vorhabens
Gewichtung 30 %
Es wird von einem umfassenden Innovationsverständnis ausgegangen, das mit ganzheitlichem und systemischem Ansatz sowohl technische als auch soziale Innovationen einbezieht. Diese sind als Umsetzung von neuen Ideen am Markt und in der Gesellschaft zu verstehen. Somit sollten Innovationen umsetzungsorientiert, also auf
die Anwendung und Verbreitungsfähigkeit von Lösungen ausgerichtet sein und neue
Verfahren und Lösungen für alle gesellschaftlichen Bereiche umfassen. Weiterhin
sollen sie positive Auswirkungen auf die Innovationsfähigkeit des Projektkonsortiums sowie auf die Akteurslandschaft in NRW insgesamt haben.
Die geplanten Projekte zu Graphen und 2D-Materialien sollen die Innovationsperspektiven in diesem Sinne aufzeigen, auch wenn sich die konkreten Arbeiten noch in
der Grundlagenforschung befinden, und die Wege hierzu ebnen. Es ist zu erläutern,
wodurch sich der potentielle Innovationsgehalt des Vorhabens - charakterisiert
durch Neuheit, technisches und wirtschaftliches Risiko sowie gesellschaftliche Relevanz - auszeichnet.
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4.2.3 Wissenschaftliches Potential
Gewichtung 20 %
Mit Graphen und anderen 2D-Materialien wird ein Feld adressiert, das in vielen Bereichen auch wissenschaftlich noch Neuland ist, also sehr stark auf Grundlagenforschung fokussiert ist. Die Orientierungsprojekte können somit helfen, einen Forschungsbereich im Grundlagenwissen weiter voranzubringen. Es ist - auch in Hinblick
auf die wissenschaftliche Strategie der Antragstellerin - zu erläutern, welchen Beitrag das Vorhaben hierzu leistet.
4.2.4 Umsetzbarkeit des Vorhabens und Perspektive
Gewichtung 20 %
Angesichts der kurzen Projektlaufzeit ist ein fokussierter und realistischer Arbeitsplan erforderlich. Gleichzeitig muss die Perspektive für eine Weiterführung der Thematik nach erfolgreichem Projektende eröffnet werden. Dieses Zusammenspiel
muss vor dem Hintergrund der verfügbaren Ressourcen sowie der Wissenschaftsund Entwicklungsstrategien der Projektpartner erläutert werden.
5.
Bewilligungsverfahren
Für die zur Förderung empfohlenen Beiträge schließt sich ein formelles Bewilligungsverfahren an. Eine Bewilligung der zur Förderung ausgewählten Projekte bis spätestens zum
31.07.2015 wird angestrebt.
Ein Rechtsanspruch auf Förderung besteht grundsätzlich nicht, wenn aber ein Bewilligungsbescheid ausgesprochen wird erst mit dessen Bestandskraft. Der Zuwendungsgeber
entscheidet auf Basis anzuwendender Rechtsvorschriften im Rahmen der verfügbaren
Haushaltsmittel.
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Impressum
Herausgeber:
Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung
des Landes Nordrhein-Westfalen
Völklinger Straße 49, 40221 Düsseldorf
www.wissenschaft.nrw.de
© 03/2015 MIWF

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