Erzeugung, Aufbereitung, Konversion & Speicherung
Selbstverständnis
Methoden und Technologien zur Energiewandlung, -aufbereitung, -speicherung und -verteilung bilden die Basis nachhaltiger Energiesysteme. Deren Erforschung und Entwicklung erfolgt in BEST umfassend: hinsichtlich der Materialien, Technologien und Systeme bis hin zur sozialen, ökologischen und rechtspolitischen Energietransformation. Dazu stehen Kompetenzen entlang der gesamten Energieumwandlungskette zur Verfügung.
Kompetenzen
Im BEST-Bereich elektrische Energieerzeugung bildet die Windenergie den Mittelpunkt. Der Verbund bietet hier ein großes Spektrum an Kompetenzen auf dem Feld der Messtechnik und -verfahren sowie zur Erforschung neuer Materialien. Große Prüfstände ermöglichen Tests von Umrichteranlagen unter echter Belastung sowie zur Erforschung der Lebensdauer leistungselektronischer Komponenten. In Zusammenarbeit mit dem IWES in Bremerhaven steht die Windenergieforschung in Zusammenhang mit der H2 - Gewinnung und Rückverstromung. Auf der Erzeugerseite werden neben der Windstromerzeugung und deren Umwandlung und Speicherung auch die Bereiche Photovoltaik und Bioenergie adressiert. In der Energiesystemanalyse zur Einbindung der Erzeuger und Speicher in die Infrastrukturen fließen neben den technischen und ökonomischen auch soziotechnische und rechtliche Betrachtungen ein. In diesem Bereich werden zudem materialwissenschaftlich und fertigungstechnisch motivierte Lösungen für neuartige Energiespeicher und -wandler erarbeitet. Dabei im Blick: die gesamte Wertschöpfungskette mit Untersuchungen zu Materialien, Komponenten und Zellen bis hin zum Batteriesystem und seiner Anwendung. Ein Schwerpunkt bei der Entwicklung von Batterien für stationäre Anwendungen liegt auf neuartigen festkörperelektrolyt-basierten Batterien, besonders auf wässrigen Lithium-Ionen- und Metall-Ionen-Batterien. Ein weiterer Fokus liegt auf der Modellierung und Zelldiagnostik von Batteriesystemen hinsichtlich der Alterungsprognosen und zugehörigen Betriebsstrategien. Dabei ermöglicht die neue Methode der dynamischen Impedanzspektroskopie, die Batterieeigenschaften im laufenden Betrieb zu messen und ihr künftiges Verhalten vorherzusagen.
Forschungsbeiträge leistet BEST auch zur Speicherung von regenerativer Energie und CO2 mit reaktionstechnischen Untersuchungen von Power-To-X-Prozessen wie zum Beispiel der Fischer-Tropsch-Synthese und ihrer Optimierung. Darüber hinaus erforscht BEST den Einsatz von Enzymen und von Mikroorganismen als Elektrodenkatalysatoren für die bioelektrochemische Umsetzung von CO2 zu Kraft- und Wertstoffen wie zum Beispiel Methanol, Plattformchemikalien und Biokunststoffen. Die bei BEST vertretenen Kompetenzen reichen von der Identifikation neuer Katalysatoren, Enzymsysteme und Produktionsorgansimen über die gezielte Entwicklung von Materialien und Komponenten bis hin zum Up-Scaling und der Charakterisierung anwendungsnaher Demonstrationsanlagen.
Was wir machen
- Entwicklung leistungselektronischer Interfaces
- Engagement als wissenschaftlicher Partner des Forschungsverbund Windenergie (FVWE), bestehend aus den Partnern Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), ForWind – Zentrum für Windenergieforschung und Fraunhofer IWES
- Entwicklung neuer Werkstoffkonzepte für den Einsatz von Wasserstoff als Brennergas
- Forschung zu ZinkIonen Batterien als ökonomische und ökologische Alternative für Großspeicher
- Nachhaltige Synthese des Energieträgers Dimethylether aus Abwasser