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Forschungsbudget für Energiewende

310 Millionen für Erneuerbare Energien

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Partner aus fünf Zentren der Helmholtz Gemeinschaft forschen im Rahmen von SCI: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Forschungszentrum Jülich (FZJ), Helmholtz Zentrum Berlin (HZB), Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf (HZDR).

Nachfolgend einige Beispiele aus der bisherigen Forschung der Partner:

Elektrochemische Energiespeicher

Die vollständige Kette vom Basismaterial bis zum kompletten Batteriesystem wird in den Zentren KIT, FZJ, DLR, HZB und HZDR abgebildet. Dies beinhaltet die Modellierung, das Material und die Zellcharakterisierung sowie in operando Methoden, Elektrodenbeschichtung und Zellfertigung, Batterie- und Thermomanagement und Systemintegration, wie etwa am Solarstromspeicherpark des KIT. Die vertiefende Materialforschung stellt dabei die Grundlage für kosteneffiziente großformatige Batteriezellen mit größerer spezifischer Energie- und Leistungsdichte sowie verbesserter Zuverlässigkeit und Sicherheit dar.

Elektrolyse und Wasserstoff

Für eine sichere und effiziente Nutzung von Wasserstoff als Energieträger ist es zwingend notwendig, die Konstruktion, die Komplexität und die Dynamik von innovativen Systemen zu untersuchen. Die Helmholtz-Zentren DLR, FZJ und KIT bringen hierfür deutschlandweit die bedeutendste und umfangreichste Expertise bei der Elektrolysetechnologie und Wasserstoffsicherheit mit. Hierbei steht etwa mit dem Hydrogen Test Center (HYKA) eine einzigartige Versuchseinrichtung für Wasserstoff-Sicherheitsversuche im Industriemaßstab zur Verfügung.

Brennstoffzellen

Die Erreichung einer anwendungsspezifischen Lebensdauer bei Brennstoffzellen steht im Fokus der Forschung bei FZJ und DLR. Bei den Brennstoffzellen-Typen SOFC und DMFC konnten durch den Einsatz funktionsoptimierter Materialien und industrierelevanter Fertigungsprozesse Lebensdauern erzielt werden, die für den Markteinsatz geeignet sind. Bei PEMFC wird außerdem verstärkt die Reduktion des Edelmetallgehaltes in den Zellen untersucht.

Thermische Energiespeicher

Die thermochemische Speicherung von Wärme auf einem Temperaturniveau von 500 °C konnte erstmals in einem Maßstab von 10 kW mit gelöschtem Kalk nachgewiesen werden. Die dafür zu entwickelnden innovativen thermischen Energiespeichersysteme beim DLR vereinen das Potenzial sehr hoher Speicherdichten mit einer hervorragenden Kosteneffizienz.

Netze und Speicherintegration

Die gewaltigen Veränderungen im Rahmen der Energiewende erfordern neue, verteilte und autonome Netzwerkstrukturen ebenso wie eine effiziente Integration von heterogenen Energiespeichersystemen. Auch neue Technologien wie supraleitende Kabel oder Wasserstoffpipelines sollen betrachtet werden. Das Energy Lab 2.0 als integrierte Technologie- und Systemplattform vom KIT, DLR und FZJ widmet sich der Erforschung und experimenteller Erprobung neuer Ansätze und leistungsfähiger Werkzeuge für die Stabilisierung der Energienetze der Zukunft ermöglichen („Smart Energy System“).

Synthetische Kohlenwasserstoffe

Power-to-Gas-Technologien ermöglichen es, nachhaltige Treibstoffe mit hoher Energiedichte aus überschüssigen, erneuerbaren Energien herzustellen. Um bedeutende Speichertechnologien von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien für dezentrale Anwendungen am KIT zu entwickeln, werden neuartige Prozesskonzepte, Systemkomponenten und Katalysatoren für hochdynamischen Betrieb im Bereich der synthetischen Kohlenwasserstoffe untersucht. Ziel sind modulare, flexible und vor allem dezentral einsetzbare Systeme.

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