Transatlantische Kooperation in der Solarforschung
v.l.n.r.:
Prof. Dr. Bernd Rech
Leiter Abteilung Silizium-Photovoltaik HZB
Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla
Wissenschaftliche Geschäftsführerin HZB
Dr. Dan Arvizu
Vorstandsvorsitzender NREL
Dr. Ulrich Breuer Geschäftsführer HZB
v.l.n.r.:
Prof. Dr. Bernd Rech, Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla,
Dr. Ulrich Breuer, Dr. Dan Arvizu, Prof. Dr. Robert Pitz-Paal,
Thomas Rachel, Prof. Dr. Harald Bolt, Prof. Dr. Jürgen Mlynek,
Greg Delawie, Prof. Dr. Uwe Rau
Das Helmholtz-Zentrum Berlin vereinbart gemeinsam mit DLR und Forschungszentrum Jülich die Zusammenarbeit mit dem amerikanischen Energieforschungsinstitut NREL
Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Forschungszentrum Jülich (FZJ) haben am 23. Juni 2011 die Zusammenarbeit mit dem National Renewable Energy Laboratory (NREL) in der Solarenergieforschung vereinbart. In der Kooperation mit dem größten amerikanischen Forschungsinstitut für Erneuerbare Energien wollen die Institute Forschungslücken schließen und die Technologieentwicklung beschleunigen. Die Vereinbarung wurde in der amerikanischen Botschaft in Berlin unterzeichnet.
Die drei Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft und NREL werden bei der Entwicklung von solarthermischen Kraftwerken und in der Photovoltaik intensiv zusammenwirken. Gemeinsam sollen so innovative und effiziente Komponenten rascher zur Marktreife entwickelt werden. „Die Kooperation wird einen wichtigen Beitrag leisten, die Herausforderungen bei der Entwicklung neuer, noch leistungsfähigerer Solarzellen zu meistern“, sagt die Wissenschaftliche Geschäftsführerin des HZB, Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla: „Wir werden uns dabei auf die Forschung an neuen Materialen für die Photovoltaik und die Konzeptentwicklung zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energieträger konzentrieren.“
Studien zeigen riesige Potentiale für die Solarenergie: So erreicht die Wüsten der Erde in sechs Stunden mehr Energie von der Sonne, als die gesamte Menschheit in einem Jahr verbraucht. Damit Sonnenenergie kostengünstiger in Elektrizität umgewandelt werden kann, müssen Solarzellen und solarthermische Kraftwerke effizienter arbeiten. Wissenschaftler der beteiligten Forschungszentren verbessern zum einen die Technologien, die heute schon im Einsatz sind. Gleichzeitig verfolgen sie neue Ansätze. So arbeiten HZB-Forscher im Bereich Photovoltaik an neuen Ansätzen mit nanostrukturierten Dünnschicht-Materialien und neuartigen Modularchitekturen.
Die Vereinbarung haben Dr. Dan Arvizu, Direktor des NREL, Prof. Dr. Ing. Anke Kaysser-Pyzalla und Dr. Ulrich Breuer, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie sowie Prof. Dr. Ing. Harald Bolt, Forschungszentrum Jülich, Prof. Dr. Ing. Ulrich Wagner und Prof. Dr. Ing. Robert Pitz-Paal, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt unterzeichnet. „Diese Vereinbarung verspricht Materialien und Technologien zu entwickeln, die die Grundlage für Solarzellen und solare Brennstoffe der Zukunft bilden“, sagt NREL-Direktor Arvizu.
DLR, Forschungszentrum Jülich und das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie sind in der Solarenergieforschung die drei führenden Forschungszentren in der Helmholtz- Gemeinschaft. Am HZB und am FZJ werden vor allem neue Dünnschichtmaterialien für Solarzellen untersucht. Das DLR ist eines der weltweit führenden Institute bei der Entwicklung von solarthermischen Kraftwerken.
NREL ist das größte amerikanische Forschungsinstitut für Erneuerbare Energien und arbeitet im Auftrag des amerikanischen Energieministeriums. Das Institut verfügt über jahrelange Erfahrung bei der Entwicklung von solarthermischen Kraftwerken.
- Grüner Wasserstoff: MXene als Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklung geeignetDie Materialklasse der MXene besitzt vielfältige Talente. Nun hat ein internationales Team um HZB-Chemikerin Michelle Browne gezeigt, dass MXene als Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklungsreaktion bei der elektrolytischen Wasserspaltung geeignet sind. Dabei arbeiten sie stabiler und effizienter als die derzeit besten Metalloxid-Katalysatoren. Das Team hat die neuartigen Katalysatoren für die elektrolytische Aufspaltung von Wasser nun umfassend an der Berliner Röntgenquelle BESSY II und am Synchrotron Soleil, Frankreich, charakterisiert.
- Grüner Wasserstoff: 'Künstliches Blatt' wird unter Druck besserWasserstoff kann in speziellen Anlagen über die elektrolytische Aufspaltung von Wasser erzeugt werden. Dabei ist eine Option die Verwendung von Photoelektroden, die Sonnenlicht in Spannung für die Elektrolyse umwandeln. Nun zeigt ein Forschungsteam am HZB, dass die Effizienz solcher photoelektrochemischen Zellen (PEC-Zellen) unter Druck noch deutlich steigen kann.
- Grüner Wasserstoff mit direkter Meerwasser-Elektrolyse – Expert*innen warnen vor einem HypeDer Plan klingt bestechend: Neuartige Elektrolyseure sollen aus ungereinigtem Meerwasser mit Strom aus Sonne oder Wind direkt Wasserstoff erzeugen. Doch bei näherer Betrachtung zeigt sich, dass solche DSE-Elektrolyseure (DSE = Direct Seawater Electrolyzers) noch Jahre anspruchsvoller Forschung erfordern. Dabei sind neuartige Elektrolyseure gar nicht nötig, um Meerwasser für die Produktion von Wasserstoff zu verwenden – eine Entsalzung reicht aus, um Meerwasser für konventionelle Elektrolyseure aufzubereiten. In einem Kommentar im Fachjournal Joule vergleichen internationale Expert*innen Kosten und Nutzen der unterschiedlichen Ansätze und kommen zu einer klaren Empfehlung.