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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Organisation

Das Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-3: Elektrochemische Verfahrenstechnik) ist auf die Erforschung und Entwicklung von Elektrolyseuren, Brennstoffzellen chemischen Reaktoren konzentriert. Dabei werden derzeit vier Säulen verfolgt: Niedertemperatur-Wasserelektrolyse, reversible Festoxidzellen (rSOC), Bordstromversorgung mit Reformierung von flüssigen Energieträgern, die zur Wasserstoffversorgung von Brennstoff­zellen genutzt werden sollen sowie Kraftstoffsynthese. Die starke Konzentration auf wenige Energieumwandlungsformen und eingeschränkte Leistungsbereiche gezielt ausge­wählter Anwendungen ermöglichen es, diese jeweils von der elektrochemischen Zelle bis zur Verfahrenstechnik des Gesamtsystems mit Teams überkritischer Größe zu bearbeiten.

Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte


Die Synergien zwischen den Fachdisziplinen freizusetzen und die Umsetzung von der Theorie bis zum Technikumsmaßstab durchzuführen ist Zielsetzung und Schwerpunkt des Institutes. Systeme mit Brennstoffzellen für stationäre, portable und mobile Anwendungen bis hin zu sektorübergreifenden Energieketten werden in der Verfahrens- und Systemanalyse auf ihre Anwendbarkeit hin und auch im Vergleich zu Konkurrenzsystemen technisch, energetisch und wirtschaftlich bewertet. Darüber hinaus werden die anwendungsorientierten FuE-Arbeiten von grundlegender Forschung zur Auflösung von Strukturwirkungsbeziehungen mittels gezielt ausgewählter und anforderungsgerecht weiterentwickelter Analysemethoden begleitet. Ein wichtiges Verbindungsglied zwischen den grundlegenden Wirkungszusam­menhängen und der technischen Umsetzung liefert die Modellierung und Simulation. Auf die unterschiedlichen Skalenebenen angewendet und miteinander kombiniert erlauben Computer-generierte Simulationsergebnisse eine realistische Vorhersage parametrierter Betriebsergebnisse.

Mit Blick auf die aktuellen Herausforderungen einer nachhaltigen Energieversorgung hat sich das IEK-3 auf der Grundlage eigener technoökonomischer Bewertungen nachhaltiger Syntheserouten für alternative, flüssige Kraftstoffe zwei zusätzliche Forschungs- und Entwicklungsfelder für Power-to-Fuel und Bio-to-Fuel erschlossen. Diese Arbeitsfelder sollen durch Reaktordesign und -experimente sowie fokussierte Begleitforschung zur Kraftstoffsynthese aus H2 und CO2 ergänzt werden.


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