Die energiepolitischen Ziele zur Erhöhung der Energieeffizienz, Energieeinsparung und verstärktem Einsatz erneuerbarer Energien erzwingen vermehrte Anstrengungen beim Energiemanagement von Strom und Wärme und sind ohne die Entwicklung verbesserter Umwandlungsverfahren und Nutzungstechniken nicht erreichbar. Die im Forschungsgebiet "Energieverfahrenstechnik" bearbeiteten Wandlungstechniken wie Brennstoffzellen und Elektrokatalysatoren, verbesserte Speichertechnologien und neuartige Verfahren zur Brennstoffaufbereitung und Wasserstofferzeugung können hierzu wesentliche Beiträge leisten.

Im neuen Forschungsgebiet "Energieverfahrenstechnik" werden ab 2007 die Forschungsarbeiten aus dem ehemaligen Forschungsgebiet "Brennstoffzellen" und Teile des Forschungsgebiets "Verbrennungs- und Gasturbinentechnologie" fokussiert, die im Forschungsthema "Thermochemische Prozesse" zusammengefasst sind.

Elektrochemische Prozesse

Im Rahmen des Forschungsthemas "Elektrochemische Prozesse der Energieverfahrenstechnik" werden im DLR Brennstoffzellenentwicklungen durchgeführt, die sich strategisch auf die Felder stationäre Kraftwerke und Luftfahrtanwendungen ausrichten. Die Brennstoffzellenanwendungen in Hybridkraftwerken (Festelektrolyt-Brennstoffzelle und Gasturbine) sowie für die Hausenergieversorgung sind dabei von besonderer Bedeutung. Weitere Projekte befassen sich mit der Anwendung von Brennstoffzellen als Hilfsaggregate (APU) in Fahrzeugen, da hier ein erhebliches Synergiepotential mit den programmatischen Arbeitsgebieten Luftfahrt und Verkehr vorliegt. Ziele für die im Verbund mit Industrie und anderen Forschungseinrichtungen durchgeführten Arbeiten sind kostengünstigere Herstellverfahren und effiziente und langzeitstabile Brennstoffzellen-Komponenten und -Blöcke zu entwickeln sowie die optimale Einbindung dieser Blöcke in Systeme.

Thermochemische Prozesse

Das Forschungsthema "Thermochemische Prozesse der Energieverfahrenstechnik" befasst sich mit Fragen der Energiespeicherung, die in allen Bereichen der Energiebereitstellung und des Energieverbrauchs von Bedeutung sind. Der zunehmende Druck zur Reduktion des Brennstoffverbrauchs erfordert den Einsatz hocheffizienter Verdampfer und Kondensatoren. Deshalb werden Hochleistungswärmeübertrager entwickelt, mit deren Hilfe signifikant höhere Wärmeübergangskoeffizienten durch Tropfenkondensation und verstärkter Blasenbildung realisiert werden können. Weiterhin werden keramische Plattenwärmeübertrager für den Temperaturbereich 1.000 bis 1.300 Grad Celsius entwickelt, die bis 1.300 Grad Celsius in Luft oder Rauchgasatmosphären eingesetzt werden können. Die Verfahrensentwicklung für die Erzeugung wasserstoffreicher Brennstoffe umfasst Untersuchungen zur effizienten Bereitstellung von Synthesegas oder Wasserstoff aus fossilen Rohstoffen und dessen Speicherung. Hierzu zählt auch die wärmetechnisch intelligente Integration der zahlreichen thermischen Umwandlungsschritte in den Gesamtprozess.