Med henblik på at skifte helt bort fra fossile brændstoffer som gas, olie og kul præsenteres først et overblik over hvilke vedvarende energiressourcer vi har til rådighed og deres indbyrdes rolle. Hvor nødvendigt er skiftet fra fossile brændstoffer til vedvarende energi og hvilke udfordringer vil vi komme til at stå overfor?
Et scenario vil være at vedvarende energi primært kommer i form af elektrisk energi fra vind og sol. En af de store udfordringer vil være at kunne udjævne og lagre denne energi, således at man kan eliminere de temporale variationer, der uomtvisteligt er hæftet til sådanne vedvarende energiformer. En måde at lagre energi på kan være at fremstille såkaldte ”solar-fuels” der omfatter for eksempel brint, metanol, metan osv. Disse fremstilles via forskellige katalysatorer som kan få processerne til at foregå hurtigere og mere energi-effektivt.

Udvikling og fremstilling af katalysatorer kræver en dyb indsigt i de kemiske processer på atomart niveau og i det følgende skal vi give nogen eksempler på, hvordan man kan identificere de aktive sites og specielt designe bedre eller helt nye katalysatorer. Når man taler omsætning af elektrisk energi ved hjælp af katalyse vil først og fremmest elektrokatalyse spille en stor rolle, idet man kan spalte vand til brint og igen får den omsat til elektricitet ved brug af brændselsceller.

Vi skal se på hvilke specifikke udfordringer man står over for i den sammenhæng. Brint er ikke optimalt som brændstof til transportsektoren og det er derfor interessant at se på andre energilagringsmedier, som for eksempel kulbrinter, som vi jo har en excellent infrastruktur til i dag.
Endelig kunne man også forestille sig, at man kan omsætte sollys direkte til brint ved at spalte vand direkte og derved spare fordyrende led. Eksempler på sådanne visioner vil blive diskuteret.