Wissenstransfer: Neues Standardwerk zu Energietechnologien in Deutschland
Vertreter des Wuppertal Instituts haben dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) einen mehrbändigen Bericht zu Energietechnologien übergeben. Dabei haben Experten aus dem HZB-Institut PVcomB am Themenfeld Photovoltaik mitgewirkt. Im Herbst verabschiedet die Bundesregierung das neue 7. Energieforschungsprogramm (EFP). Der Bericht liefert eine wissenschaftliche Basis für die Entwicklung des Programms.
Für das Projekt, das vom BMWi gefördert wurde, hat das Wuppertal Institut die Expertise von zwölf renommierten Forschungseinrichtungen zusammengeführt. Prof. Dr. Rutger Schlatmann, Direktor des HZB-Instituts PVcomB, und Dr. Björn Rau haben maßgeblich am Berichtsteil Photovoltaik mitgearbeitet. Der Bericht gibt einen umfassenden Überblick zum Innovations- und Marktpotenzial der einzelnen PV-Technologien, bewertet Chancen und Risiken sowie den möglichen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende und zeigt den Forschungs- und Entwicklungsbedarf.
Photovoltaik hat Potenzial zu mehr
Die Forschungsförderung des 6. EFP trug dazu bei, die Modulwirkungsgrade kristalliner PV innerhalb von zehn Jahren von 12 bis 17 Prozent auf heute 16 bis 22 Prozent zu erhöhen. Gleichzeitig stieg die Lebensdauer von PV-Modulen von 20 auf 30 Jahre. Vielfältigen Entwicklungsbedarf sehen die Forscherinnen und Forscher bei der kristallinen Photovoltaik und der Dünnschicht-Technologie. Beispielsweise müssen die bisher erreichten wesentlich höheren Laborwirkungsgrade in die Praxis übertragen werden. Weiteren Forschungsbedarf sehen sie unter anderem bei bauwerkintegrierter Photovoltaik, die energieerzeugendes Solarmodul und zugleich Funktions- und Designelement ist.
Wissenstransfer in Politik, Wirtschaft und Gesellschaft
Die Technologieberichte geben dem BMWi konkrete Hinweise, die bei der Weiterentwicklung der Energieforschungspolitik und der Vorbereitung des 7. Energieforschungsprogramms (EFP) berücksichtigt werden können. Zusätzlich dienen sie der Wirtschaft als wichtige Grundlage – etwa für die Entscheidung über Entwicklungsschwerpunkte – und sollen dabei helfen, Prioritäten bei Forschung und Entwicklung zu formulieren. Zudem unterstützt das neue Technologiekompendium die interessierte Fachöffentlichkeit bei der Meinungsbildung. Damit legen die Verbundpartner ein umfassendes und aktuelles Standardwerk vor.
Vollständiger Pressetext des Wuppertal Instituts.
Abruf der Zusammenfassungen zu den 31 Technologiefeldern für die Politik:
Abruf der Berichtbände auf dem Downloadserver des Wuppertal-Insituts.
- Batterieforschung: Alterungsprozesse operando sichtbar gemachtLithium-Knopfzellen mit Elektroden aus Nickel-Mangan-Kobalt-Oxiden (NMC) sind sehr leistungsfähig. Doch mit der Zeit lässt die Kapazität leider nach. Nun konnte ein Team erstmals mit einem zerstörungsfreien Verfahren beobachten, wie sich die Elementzusammensetzung der einzelnen Schichten in einer Knopfzelle während der Ladezyklen verändert. An der Studie, die nun im Fachjournal Small erschienen ist, waren Teams der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Universität Münster sowie Forschende der Forschungsgruppe SyncLab des HZB und des Applikationslabors BLiX der Technischen Universität Berlin beteiligt. Ein Teil der Messungen fand mit einem Instrument im BLiX-Labor statt, ein weiterer Teil an der Synchrotronquelle BESSY II.
- Neues Instrument bei BESSY II: Die OÆSE-Endstation in EMILAn BESSY II steht nun ein neues Instrument zur Untersuchung von Katalysatormaterialien, Batterieelektroden und anderen Energiesystemen zur Verfügung: die Operando Absorption and Emission Spectroscopy on EMIL (OÆSE) Endstation im Energy Materials In-situ Laboratory Berlin (EMIL). Ein Team um Raul Garcia-Diez und Marcus Bär hat die Leistungsfähigkeit des Instruments an elektrochemisch abgeschiedenem Kupfer demonstriert.
- Grüner Wasserstoff: Käfigstruktur verwandelt sich in effizienten KatalysatorClathrate zeichnen sich durch eine komplexe Käfigstruktur aus, die auch Platz für Gast-Ionen bietet. Nun hat ein Team erstmals untersucht, wie gut sich Clathrate als Katalysatoren für die elektrolytische Wasserstoffproduktion eignen. Das Ergebnis: Effizienz und Robustheit sind sogar besser als bei den aktuell genutzten Nickel-basierten Katalysatoren. Dafür fanden sie auch eine Begründung. Messungen an BESSY II zeigten, dass sich die Proben während der katalytischen Reaktion strukturell verändern: Aus der dreidimensionalen Käfigstruktur bilden sich ultradünne Nanoblätter, die maximalen Kontakt zu aktiven Katalysezentren ermöglichen. Die Studie ist in „Angewandte Chemie“ publiziert.