Energieeffizienz und Energiespeicher spielen eine Schlüsselrolle, wenn wir in Zukunft unseren Energiebedarf vorwiegend mit erneuerbaren Energien decken. Im CeraStorE, dem DLR-Kompetenzzentrum für keramische Materialien und thermische Speichertechnologie in der Energieforschung, arbeiten Wissenschaftler aus drei DLR-Instituten seit 2013 interdisziplinär an Lösungen für eine nachhaltige Energieversorgung.
Hieran beteiligt sind die DLR-Institute für Solarforschung, Technische Thermodynamik und Werkstoff-Forschung. Im CeraStorE arbeiten die drei Partnerinstitute in der Grundlagenforschung für innovative Materialien ebenso wie an anwendungsorientierten Fragestellungen in Zusammenarbeit mit Industriepartnern. Zu den Anwendungsbereichen gehören zum Beispiel thermische Energiespeicher, grundlastfähige Solarkraftwerke oder effiziente Gasturbinen.
Die Kernthemen der CeraStorE-Solarforscher sind die Materialentwicklung für Solarkraftwerke und die Erforschung solarer Brennstoffe. Gemeinsam mit Wissenschaftlern aus den anderen beteiligten Instituten wird außerdem die Entwicklung thermischer Speichertechnologien vorangetrieben und es werden Materialien für die effizientere Stromerzeugung konventioneller Kraftwerke getestet.
Maßgeschneiderte Materialien für Solarkraftwerke
Die DLR-Solarforscher verfügen über umfangreiche Erfahrung auf dem Gebiet der solaren Kraftwerkstechnik und der Herstellung synthetischer Kraftstoffe mittels solarthermischer Prozesse. Dabei werden sehr hohe Temperaturen erzeugt, die spezielle Anforderungen an die eingesetzten Materialien stellen. Keramische Werkstoffe, die extremen Temperaturbelastungen standhalten, werden seit einigen Jahren am Institut für Werkstoff-Forschung entwickelt. In Zusammenarbeit mit der Solarforschung werden diese Materialien nun für den Einsatz in Solarkraftwerken optimiert.
Solare Brennstoffe
Sonnenenergie birgt ein enormes Potential für die Herstellung von Brennstoffen wie zum Beispiel Wasserstoff. Wenn es gelingt, effiziente Prozesse zur Herstellung von großen Mengen solarer Brennstoffe zu entwickeln, könnten diese den steigenden Energiebedarf der kommenden Generationen decken ohne die Atmosphäre mit schädlichem CO2 zu belasten. Außerdem ist Wasserstoff einer der wichtigsten Grundstoffe der chemischen Industrie und kann, zum Beispiel anstelle von Erdgas, für die Herstellung von Dünger verwendet werden.
Im CeraStorE werden die Grundlagen zur Erzeugung von Wasserstoff und anderer Brennstoffe mithilfe solarer Energie erforscht.
Anbindung von Hochschulen und Industrie
Das CeraStorE bietet den Energie- und Werkstoff-Forschern mit seiner technischen Ausstattung und den großräumigen Laboren ideale Arbeitsbedingungen. Hier können die Wissenschaftler Verfahren und Materialien in einem größeren Maßstab erproben und damit nahe an der industriellen Anwendung forschen. Dies verkürzt die Zeit zwischen Entwicklung und Markteinführung deutlich. Teil des Konzepts "CeraStorE" ist auch die Einbindung und der stete Austausch mit Hochschulen und der Industrie.