Seite 16-17 - DLR Magazin 137

Seit März 2013 läuft der Forschungsbetrieb im neuen For-
schungsgebäude CeraStorE® in Köln. Das Kunstwort „CeraStorE“
weist auf den Zweck hin: Es ist als Kompetenzzentrum für kera-
mische Materialien und thermische Speichertechnologien in der
Energieforschung gedacht: CERAmics, STORage, Energy (Com-
petence Center for Ceramic Materials and Thermal Storage
Technologies in Energy Research). Eine Stärke von CeraStorE
wird interdisziplinäres Arbeiten sein. Dafür ist das Haus wie ge-
macht. Wissenschaftler unterschiedlicher Fachrichtungen tragen
ihr spezifisches Wissen zur Entwicklung neuer Konzepte bei und
suchen Antworten auf ungelöste Fragen. So bringen die Mitar-
beiter des DLR-Instituts für Solarforschung beispielsweise ihre
Erfahrungen auf dem Gebiet der solaren Verfahrenstechnik ein,
während die Kolleginnen und Kollegen des Instituts für Werk-
stoff-Forschung die passenden Materialien für Speicher und die
Effizienzsteigerung von Verbrennungsprozessen entwickeln. Das
Speichern der Energie ist wiederum das Fachgebiet des Instituts
für Technische Thermodynamik.
Kurze Wege und engere Zusammenarbeit sind ein Vorteil
des neuen Forschungsgebäudes. Auf einer Grundfläche von
1.032 Quadratmetern steht nun deutlich mehr Platz für Labore
und Testanlagen zur Verfügung als in den einzelnen Instituts­
gebäuden. Manche Anlagen werden auch gemeinsam genutzt,
was Kosten spart und weitere Synergien mit sich bringt. So wird
beispielsweise von allen drei Instituten an neuen Verfahren zu
umkehrbaren thermischen Reaktionen geforscht. Diese Metall-
oxid-Reduktions- und Oxidations-Reaktionen spielen eine wich­
tige Rolle bei der Wärmespeicherung und in thermochemischen
Kreisläufen.
Forschung bis nah ans Produkt
Die viel gescholtene Forschung im Elfenbeinturm wird es
im CeraStorE nicht geben: Die Forschung richtet sich von vorn-
herein auf eine industrielle Anwendung. Dies bedeutet, dass die
Versuche nicht auf den Labormaßstab beschränkt sind, sondern
die Entwicklungen bis hin zu industriell verwertbaren Prototypen
fortgeführt werden. Partner aus der Industrie werden frühzeitig
in Projekte eingebunden und können so wichtige Rückmeldun-
gen über die speziellen Anforderungen der Produktion oder
auch des Marktes geben.
Damit Technologien auf dem Sektor der erneuerbaren
Energien konkurrenzfähig sind, müssen sie hohe Wirkungsgrade
aufweisen. Ein überzeugender Aspekt, zum Beispiel bei der
Solarthermie, besteht in der Flexibilität und Vielseitigkeit dieser
Technologie. Das Prinzip, das der solarthermischen Energieerzeu-
gung zugrunde liegt, ist die konzentrierende Solarenergie (CSP;
concentrating solar power). Mit Hilfe von Spiegeln werden die
Sonnenstrahlen verstärkt und auf einen Punkt fokussiert. Wer
schon einmal bei Sonne mit Lupe und Papier experimentiert hat,
weiß: Am Konzentrationspunkt der Strahlen entstehen hohe
Temperaturen. Diese können unterschiedlich genutzt werden,
beispielsweise um Wasser zu verdampfen. Der Dampf treibt eine
Turbine an, diese wiederum einen Generator, der schließlich
Strom erzeugt. Die Wärme kann auch in Materialien wie Beton,
Keramik oder Salzschmelze gespeichert werden und auf diese
Weise den Betrieb eines Solarturmkraftwerks in den Nachtstunden
sicherstellen und Schwankungen im Stromnetz abfangen.
Alternative Brennstoffe
Die Solarforscher im DLR entwickeln und verbessern
Kraftwerke, in denen der Strom mit Hilfe von konzentrierten
Sonnenstrahlen erzeugt wird. Die durch Konzentration gewon-
nene Wärmeenergie kann aber auch anders genutzt werden,
beispielsweise zum Betrieb von Meerwasser-Entsalzungsanlagen
oder um chemische Prozesse bei der Herstellung von syntheti-
schen Brennstoffen abzulösen. Die chemischen Reaktionen, mit
denen sich synthetische Brennstoffe herstellen lassen, sind daher
auch Thema der Solarforscher im CeraStorE. Um solche Brenn-
stoffe direkt aus Kohlenstoffdioxid oder Wasser herzustellen,
sind allerdings Temperaturen von mehr als 2.000 Grad Celsius
erforderlich. Derart hohe Temperaturen stellen enorme Ansprü-
che an Werkstoffe und Materialien. Deshalb wollen die Forscher
diese Prozesse bei deutlich niedrigeren Temperaturen realisieren.
Dazu werden alternative thermochemische Methoden getestet
Im CeraStorE wird für neue Energiekonzepte geforscht –
unter besten Bedingungen
Von Michel Winand
Drei unter einem Dach
Die erneuerbaren Energien haben das Zeug zu einem guten Investitions-Tipp: Sie sind gratis, haben ein enormes Ener-
giepotenzial, produzieren dabei kein klimaschädliches Kohlendioxid und könnten den gesamten Bedarf der Menschheit
an Strom und Wärme decken. – Der Schlüssel, um erneuerbare Energien zugänglich zu machen und die fossilen Energie-
techniken besser zu nutzen, sind Speichertechnologien und effizientere Gaskraftwerke. Wissenschaftler verschiedener
DLR-Institute forschen seit Langem daran, seit diesem Frühjahr unter einem Dach.
Brandneu: die Anlage zur Herstellung von
Faserkeramik im CeraStorE CeraStorE im DLR Köln: über tausend Quadratmeter Platz
für die Energieforschung
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