Systemforschung
Forschungsschwerpunkte
Die Systemforschung verbindet die mathematische Modellierung und Systemmethodik, Anlagentechnik sowie Experiment und Demonstration von Festkeramikwandler (engl. Solid Oxide Cell, SOC) - Systemen. Übergreifendes Ziel ist es, robuste und effiziente SOC-Systeme zu entwickeln und diese in realitätsnahen Anwendungsszenarien über Demonstratoren praxisnah am Forschungszentrum Jülich sowie bei Industriepartnern zu validieren. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf der Defossilisierung von Wertschöpfungsketten im Bereich der Wärme- und Energieversorgung, sowie der Bereitstellung von Ausgangsstoffen für die chemische Industrie.
Modellierung, Regelung, Diagnose
Im Mittelpunkt der Modellierung stehen stationäre und dynamische Systemmodelle sowie validierte Simulationsumgebungen als Grundlage für die Auslegung von Komponenten, die Optimierung von Systemtopologien, die Entwicklung von Betriebsstrategien und die Validierung von Regelungskonzepten. Ergänzend werden Methoden zur Fehlerdiagnose, Zustandserfassung und Lebensdauerprognose entwickelt, um abnormales Verhalten und Degradation frühzeitig zu erkennen und einen vorausschauenden sowie adaptiven und somit einen präskriptiven Betrieb zu ermöglichen.
Demonstratoren und Anwendungsszenarien
Demonstratoren stellen einen zentralen Baustein dar, da es der Betrieb unter realen Randbedingungen ermöglicht, Regelungs‑, Überwachungs‑ und Diagnosefunktionen praxisnah zu testen und kontinuierlich zu verbessern. Dazu werden Demonstratoren im mittleren zweistelligen kW‑Leistungsbereich entwickelt und betrieben, mittels derer verschiedene Systemauslegungen, das Thermomanagement und unterschiedliche Betriebsstrategien erprobt und optimiert werden.
Aktuelle Projekte
DryHy adressiert das Anwendungsszenario Power‑to-X in trockenen Regionen. Ziel ist die Demonstration einer ressourcenschonenden Erzeugung von Wasserstoff und Synthesegas mittels Hochtemperatur‑Elektrolyse, eingebettet in ein Gesamtkonzept mit erneuerbar erzeugtem Strom und der Bereitstellung von CO2 und Wasser aus der Luft.
PHOENIX („Launch Space Power‑to‑X“) fokussiert Anwendungsszenarien für klimaneutrale, industrienahe Power‑to-X‑Wertschöpfungsketten (z. B. Chemikalien, Kraft-/Treibstoffe, Wärme-/Stromversorgung) und beschleunigt deren Umsetzung über Demonstratoren sowie die Digitalisierung der Wertschöpfungsketten.
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Letzte Änderung: 16.06.2026