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Energie und Umwelt

Die wissenschaftlichen Arbeiten der Energieforschung zielen auf ein auf erneuerbaren Energien basierendes Energiesystem, um zum Gelingen der Energiewende sowie zur Begrenzung des Klimawandels beizutragen. Die Forschungs- und Entwicklungsbeiträge des Instituts für Energie- und Klimaforschung (IEK) umfassen Energiewandlungsverfahren und Energiespeichertechnologien und die Wirkmechanismen des Klimawandels.

SOFC-Probe auf Plexiglashalterung vor geöffnetem OfenProbe einer Festoxidbrennstoffzelle
Copyright: Forschungszentrum Jülich

Energiewandlungs- und Speichertechnologien

So erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Mechanismen der Photovoltaik und Photokatalyse, entwickeln und optimieren Brennstoffzellen und elektrochemische Speicher wie Batterien und erforschen weitere Technologien, um Strom aus erneuerbaren Energien zu speichern, z.B. in Methangas oder in chemischen Grundstoffen wie Wasserstoff (Power-to-X). Solange noch fossile Brennstoffe für die Stromerzeugung genutzt werden müssen, ist es notwendig, die Effizienz des Wirkungsgrades von Gas- oder Dampfturbinen zu erhöhen. Dazu tragen Jülicher Forscher mit Lösungen aus der Materialforschung bei. Zudem entwickeln sie neuartige Membranstrukturen und -werkstoffe, um Gase, wie das Treibhausgas Kohlendioxid effizient und energiesparend aus den Abgasen der Kraftwerke abzutrennen, bevor sie in die Atmosphäre gelangen.

Materialforschung für die Energiewende

In allen Bereichen der Energieforschung spielt die Materialforschung eine zentrale Rolle. Sie ist auch das Jülicher Spezialgebiet in der Fusionsforschung – also wie die Verschmelzung leichter Atomkerne für die Energieerzeugung nutzbar gemacht werden können. Hierbei konzentrieren sich die Arbeiten auf die ideale Auslegung des Inneren von Fusionsreaktoren wie den Großprojekten ITER und Wendelstein W7-X.

Nukleare Entsorgungsforschung

Mit den Möglichkeiten der Entsorgung von Abfallprodukten der früheren, nicht mehr verfolgten Kerntechnologie zur Stromgewinnung beschäftigt sich der Bereich der Nuklearen Entsorgungsforschung am Forschungszentrum.

Systemforschung

Damit die Energiewende erfolgreich realisiert werden kann, ist es notwendig, verschiedene Methoden und Ansätze im größeren Kontext zu sehen und ihre Machbarkeit, Kombinierbarkeit, Wirtschaftlichkeit und nicht zuletzt ihre gesellschaftliche Akzeptanz zu betrachten und miteinander in Bezug zu setzen. Daher ist auch die Systemforschung und die Modellierung von Energiesystemen ein wichtiger Bereich der Jülicher Energieforschung.

Atmosphären- und Klimaforschung

Im Bereich der Klimaforschung untersuchen Jülicher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler physikalische und chemische Prozesse der Atmosphäre sowie ihre Wechselwirkungen im gesamten Klimageschehen. Dabei geht es unter anderem darum zu verstehen, wie vom Menschen verursachte Einflüsse, insbesondere aus dem Energiesystem, genau auf Luftqualität und Klima wirken – regional und weltweit. Mit ihren experimentellen Erkenntnissen sowie Computersimulationen entwickeln Jülicher Forscher bestehende Klimamodelle weiter, wirken als Gutachter und erarbeiten Handlungsempfehlungen für politische Entscheidungsträger.

mehr über die Atmosphären- und Klimaforschung

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