Energiewandlung und -speicherung

Forschung und Entwicklung im Bereich erneuerbarer Energiequellen sind entscheidend für den erfolgreichen Wandel unseres Versorgungssystems hin zu einer nachhaltigen Energiebereitstellung. Um Verluste bei der Nutzung fluktuierender Quellen zu vermeiden, bedarf es zudem einer sicheren Speicherung der Energie. Das Fraunhofer IGB unterstützt diese Ansätze durch neue Komponenten und Systeme auf Basis seiner Kompetenzen Membrantechnik und Katalyse.

Um die Klimaschutzziele zu erreichen, muss auch die bei der Stromerzeugung und in vielen Industrieprozessen anfallende Abwärme sowie solarthermisch erzeugte Wärme vermehrt und verlustfrei genutzt werden. Damit überschüssige Wärme für einen zeitlich und räumlich entkoppelten Bedarf zugänglich wird, arbeiten wir an Systemen zur thermo-chemischen Langzeitspeicherung von Wärme mit Sorptionswärmespeichern.

 

Membrantechnologien für die regenerative Energiewandlung und die Aufarbeitung von chemischen Energiespeichern

Um neue regenerative Energiequellen zu erschließen, entwickeln wir innovative Membrantechnologien. So werden Ionomer-Membranen sowohl bei der PEM-Elektrolyse, also auch bei der PEM-Brennstoffzelle benötigt. Außerdem kann der Wasserhaushalt in einer Brennstoffzelle mithilfe eines Membranbefeuchters kontrolliert werden.
Eine weiterer Membrantyp, den wir entwickeln, sind Osmosemembranen, die einerseits Salz zurückhalten und andererseits Wasser hindurchlassen. Diese können in einem sogenannten Osmoskraftwerk genutzt werden oder auch um fermentativ hergestelltes Butanol, das als Treibstoff verwendet werden kann, aufzureinigen.

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Chemische Energiespeicher

Ein weiterer Schwerpunkt des Fraunhofer IGB ist die Entwicklung von Verfahren, um elektrische Energie – vor allem durch Bindung und Reduktion von CO2 – in chemische Energiespeicher umzuwandeln, beispielsweise zu längerkettigen Kohlenwasserstoffen. Dies ist ein zentrales Thema am Centrum für Energiespeicherung, das vom Fraunhofer IGB gemeinsam mit Fraunhofer UMSICHT betrieben wird.

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Sorptive Wärmespeicher

Vielfach noch ungenutzt bleibt Abwärme, die bei der Stromerzeugung und in vielen Industrieprozessen anfällt. Um die Klimaschutzziele erreichen zu können, muss auch in diesem Bereich die Energieeffizienz erhöht werden. Damit überschüssige Wärme für einen zeitlich und räumlich entkoppelten Bedarf zugänglich wird, arbeiten wir an Systemen zur thermo-chemischen Langzeitspeicherung von Wärme mit Sorptionswärmespeichern.

Referenzprojekte

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