Energie

Profil

Im Geschäftsfeld »Energie« bietet das Fraunhofer IKTS innovative Komponenten, Module und komplette Systeme der Energietechnik, die auf Basis von keramischen Werkstoffen und Technologien entwickelt, gebaut und getestet werden. Die Anwendungen reichen von Energiespeicher- und Brennstoffzellensystemen über Solarzellen, Energy-Harvesting-Module und thermische Energiesysteme bis hin zu Lösungen für bioenergetische und chemische Energieträger.

Der Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung ist eine der zentralen Aufgaben im 21. Jahrhundert. Dazu müssen erneuerbare und konventionelle Energiequellen wirtschaftlich mit einer hohen Effizienz und minimierten Schadwirkungen genutzt werden.

Für die zukünftige Energieversorgung sind damit eine effiziente Energiewandlung, die Integration der regenerativen Energien sowie eine bedarfsgerechte Energiespeicherung von höchster Bedeutung. Dabei erlauben Brennstoffzellen eine Umwandlung von chemischer Energie in nutzbare elektrische Energie und Wärme und tragen somit zur Einsparung von Primärenergie bei. Leistungsfähige elektrische Speicher wie Batterien ermöglichen Elektromobilität und in Kombination mit PV-Anlagen eine effizientere Nutzung der Sonnenenergie. Die Kopplung von Windanlagen mit Elektrolyseuren für die Umwandlung von elektrischer Energie in Kraftstoffe und Chemikalien gestatten die Sektorkopplung und schließlich die Flexibilisierung der Energiesysteme.

Bei der Umwandlung und Speicherung von elektrischer und thermischer Energie sind sowohl die Robustheit und Lebensdauer der Systeme als auch deren Herstell- und Betriebskosten relevant. Seit mehreren Jahren bearbeitet das Fraunhofer IKTS als Komplett-Dienstleister diese Herausforderungen umfassend, denn nur so können innovative Lösungsansätze entstehen. Gerade im dynamischen Marktsegment der Energieerzeugung und -speicherung führt dies zu deutlichen Wettbewerbsvorteilen. An erster Stelle steht dabei stets eine sorgfältige Analyse und gegebenenfalls Modellierung sowie Simulation der wichtigsten Komponente im System, die oft
einen keramischen Ursprung hat. Dieser Schritt ist unabdingbar, um die spezifischen Eigenschaften bestmöglich nutzen und die keramische Komponente optimal in Energiewandler und -systeme integrieren zu können.

In Kooperation mit Industriepartnern betreibt das IKTS mehrere Technika, in denen die vollständige Prozesskette für eine moderne Fertigung von Energiesystemkomponenten abgebildet wird. Auf einzigartige Weise können so die am Institut konzipierten Werkstoffe und Prozesse im semiindustriellen Umfeld mit Kunden getestet und verbessert werden.