Das Programm „Storage and Cross-linked Infrastructures“

Eine Energieversorgung, die auf erneuerbaren Energien basiert, benötigt drei wichtige technologische Lösungen: 1.) Adäquate Energiespeichersysteme, um volatile Energiebereitstellung zu kompensieren und saisonale Fluktuationen zu überbrücken. 2.) Effiziente Infrastrukturen, um die Herausforderungen der Energieübertragung und -verteilung zu bewältigen. 3.) Eine Sektor-übergreifende Vernetzung, um die Flexibilität, Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Energiesysteme zu erhöhen. An diesen Anforderungen orientiert sich das neu konzipierte Programm „Storage and Cross-Linked Infrastructures“ mit ambitionierten Forschungs- und Entwicklungszielen, die in sechs Programmthemen verfolgt werden. Im Vordergrund stehen die Erforschung der technologischen Möglichkeiten mit Blick auf eine zeitnahe Anwendung, nachhaltige Herstellung, hohe Effizienz sowie sichere und zuverlässige Systemintegration.

Das Thema der elektrochemischen Energiespeicher umfasst Arbeiten von der Materialsynthese und –charakterisierung bis hin zur Entwicklung von Prozess- und Strukturierungstechniken. Mit dem Ziel größerer spezifischer Energie- und Leistungsdichte sowie verbesserter Zuverlässigkeit und Sicherheit wird ein breites Spektrum von Batteriematerialien und -zellen hinsichtlich unterschiedlicher Speicherkonzepte untersucht. Zur Speicherung größerer Energiemengen werden Elektrolyse-und Speicherkonzepte für Wasserstoff entwickelt, die mit der volatilen Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien effizient arbeiten und sich leicht in Strom- und Gasnetze integrieren lassen. Damit einhergehen eine systemtechnische Bewertung und die prozesstechnische Einzelauslegung der Elemente einer zukünftigen Wasserstoffinfrastruktur. An die elektrolytische Wandlung von Strom in Gas anknüpfend werden neuartige Prozesskonzepte, Systemkomponenten und Katalysatoren für die Herstellung synthetischer Kohlenwasserstoffe aus Kohlendioxid und Wasserstoff auf Basis erneuerbarer Energien untersucht. Zur Entwicklung von langlebigen, leistungsfähigen und ökonomischen Brennstoffzellen für mobile und stationäre Anwendungen wird ausgehend von der Forschung und Entwicklung der Grundlagen bis zur Verifizierung kompletter Systeme erfolgreich ein interdisziplinärer Ansatz verfolgt. Weiterhin werden sensible und latente thermische Energiespeichersysteme auf Basis von Salzen sowie thermochemische Speicher für Hochtemperaturprozesswärme und für die Flexibilisierung von Kraftwerksanwendungen entwickelt. Im Bereich der Netze und Speicherintegration werden mit Stromversorgungssystemen auf der Basis von Hochtemperatur-Supraleitern und prozesstechnischer Auslegung von zukünftigen Wasserstoffleitungssystemen neue Technologien  für wirtschaftliche, effiziente und leistungsfähige Netze untersucht und entwickelt.

Beteiligte Helmholtz-Zentren:
KIT, DLR, FZJ, HZB, HZDR

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Kontakt

    • Prof. Dr.-Ing. Mathias Noe
    • Programmsprecher Storage and Cross-Linked Infrastructures (SCI)
      Karlsruher Institut für Technologie
    • Prof. Dr.-Ing. Detlef Stolten
    • Stellvertretender Programmsprecher Storage and Cross-Linked Infrastructures (SCI)