Werkstoffe für Brennstoff- und Solarzellen haben noch Forschungsbedarf.
Forschungszentrum Jülich
Die Analyse neuartiger Materialien spielt eine wichtige Rolle in der Energietechnik. Forschungseinrichtungen und staatliche Förderungen erlauben eine Grundlagenforschung, deren Ergebnisse die Industrie dringend benötigt.
Die Forschung an neuen, leistungsfähigen Materialien ist wichtig für die künftige Energieversorgung. Neue Werkstoffe sollen es ermöglichen, erneuerbare Energien flexibel und zuverlässig bereitzustellen. "Gesucht sind Werkstoffe, mit deren Hilfe man Energie effizient umwandeln, leiten und speichern kann," schlussfolgern die Springer-Autoren Marc-Denis Weitze und Christina Berger im Buchkapitel "Werkstoffe für Energie".
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Auch Baustoffe sind entscheidend. Für den Bau von Energieanlagen müssen sie energieeffizient und kostengünstig sein und dennoch teils hohen thermischen und mechanischen Belastungen standhalten - eine enorme Herausforderung für das eingesetzte Material.
Neue Forschungsplattform
Über zwei Drittel aller technischen Neuerungen gehen direkt oder indirekt auf neue Materialien zurück, so eine Meldung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Mit einer neuen vom Forschungszentrum Jülich koordinierten Plattform HEMCP, Helmholtz Energy Materials Characterization Platform, sollen Werkstoffe für die Energietechnik erforscht werden, hauptsächlich für Energiewandel- und Speichersysteme wie Brennstoff- und Solarzellen. Ebenso werden Materialien für neue Katalysatoren und effizientere Kraftwerke untersucht.
Der Fokus der HEMCP liegt auf der chemischen und mikrostrukturellen Analyse der Werkstoffe auf atomarer Ebene. Die Materialanalysen zielen zum Beispiel darauf ab, widerstandsfähige Beschichtungen und komplexe Schichtsysteme für Brennstoffzellen und Solaranlagen herzustellen. Ebenso können Werkstoffe für extreme Bedingungen wie hohe Temperaturen und aggressive Atmosphären entwickelt werden, wenn die elektrochemischen Eigenschaften und katalytischen Reaktionen bekannt sind.
Hochtechnische Apparaturen
Durch den strategischen Zusammenschluss von sieben Forschungszentren bietet die Plattform Nutzern aus Wissenschaft und Industrie einen zentralen Zugang zu hochmodernen Apparaturen und Methoden wie der ultrahochauflösenden Elektronenmikroskopie sowie der Ionen- und Synchrotronstrahlung. Auch die Forschungseinrichtung FAIR in Darmstadt bedient sich eines Synchrotrons. Auch hier steht hinter der Grundlagenforschung die Anwendung. So sollen radioaktive Atome als Sonden eingesetzt werden, um Materialeigenschaften oder Prozessabläufe zu untersuchen. Details zu FAIR gibt Springer-Autor Günther Rosner im Buchkapitel "The Facility for Antiproton and Ion Research – FAIR".