DLR - Institut für Technische Thermodynamik

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Abteilungen & Gruppen des Instituts

Energiesystemanalyse am DLR

Entscheidungen in der Energiewirtschaft, Energiepolitik und Energieforschung haben stets weit reichende und lang wirkende Folgen. Durch vorausschauendes Handeln können Chancen neuer Technologien rechtzeitig erkannt und mögliche negative Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft minimiert werden.
In transparenter Weise zeigt die Abteilung die verschiedenen technischen und strukturellen Möglichkeiten auf, welche als Bausteine einer nachhaltigen Energieversorgung dienen können, analysiert Technologien und deren Potenziale und bewertet deren Vor- und Nachteile. Auf dieser Basis werden Szenarien entwickelt, die den Weg in eine bezahlbare, sichere und umweltverträgliche Energiezukunft weisen. Ausgehend hiervon entwickelt die Abteilung neue methodische Ansätze, bewertet Instrumente und erarbeitet Handlungsempfehlungen, welche einer effizienten Umsetzung der aufgezeigten Ziele dienen sollen.

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Thermische Prozesstechnik

Die Abteilung Thermische Prozesstechnik befasst sich mit Fragestellungen der Energiespeicherung, des Wärmemanagements und der Wärmeübertragung, die in allen Bereichen der Energienutzung und der Energiebereitstellung von Bedeutung sind. Übergeordnetes Ziel ist die Steigerung der Effizienz energieverfahrenstechnischer Prozesse als ein Schlüsselelement zur Brennstoffeinsparung und zum Klimaschutz. Die Arbeiten der Abteilung umfassen die Entwicklung fortschrittlicher Konzepte, Komponenten, Verfahren und Systemtechniken im Bereich thermischer und chemischer Energiespeicher, Wärmemanagement sowie Brennstoffaufbereitung für Anwendungen in der industriellen Prozesstechnik, der Kraft-Wärme-Kopplung sowie der konventionellen und solarthermischen Kraftwerkstechnik.

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Elektrochemische Energietechnik

Die Abteilung Elektrochemische Energietechnik arbeitet mit ca. 60 Personen an der Entwicklung effizienter elektrochemischer Energiewandler, vornehmlich Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure, deren Bedeutung in zukünftigen Energiesystemen sowohl in der stationären Energieversorgung als auch in der Elektromobilität kontinuierlich zunimmt. Die Aktivitäten reichen von Zelldesign, Herstellverfahren und Diagnostik bis hin zur Systemoptimierung und Demonstration. Die wissenschaftlichen bzw. technischen Herausforderungen der elektrochemischen Energietechnik bestehen darin, Lösungen zur Beseitigung der Zielkonflikte zwischen Effizienz, Betriebsdauer, Komfort, Sicherheit und Kosten zu finden.

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Brennstoffzellen in Oldenburg

Am unserem Standort Oldenburg werden alle für die Markteinführung relevanten Fragestellungen zur Brennstoffzellen-Technologie bearbeitet. Neben der Optimierung der Leistungsfähigkeit ist die Langlebigkeit des Systems ein wesentlicher Aspekt bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Mit dem vorhandenen Know-how über die Bedingungen in den Applikationen tragen wir signifikant zur Implementierung neuer Komponenten und Materialien bei.

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Computergestützte Elektrochemie

Voraussetzung für die weitere Verbesserung von Wirkungsgrad, Langlebigkeit und Kosten von Brennstoffzellen und Batterien ist ein detailliertes Verständnis der zu Grunde liegenden physikalischen, chemischen und strömungsmechanischen Vorgänge. In der Abteilung Computergestützte Elektrochemie werden dazu Multi-Skalen- und „Multi-Physik“-Modelle entwickelt und angewendet. Besondere Expertise liegt im Bereich der mikrostruktur-aufgelösten Simulation vor. Die Arbeiten widmen sich Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC), Polymermembran-Brennstoffzellen (PEFC) sowie Lithium-Ionen, Post- Lithium-Ionen, sowie Post-Lithium Batterien.

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Gruppe Energiesystemintegration

Die Gruppe arbeitet an der Entwicklung von effizienten Batteriesystemen und effektiven, multifunktionalen Brennstoffzellensystemen für stationäre und mobile Anwendungen. Die Arbeiten beinhalten sowohl die Auswahl geeigneter Komponenten als auch den gezielten Systementwurf, basierend auf detaillierten Modellierungen und Simulationsrechnungen. Der maßgeschneiderte Systemaufbau richtet sich dabei nach der spezifischen Anwendung und deren Anforderungen, beispielsweise für die Bordstromerzeugung (Auxiliary Power Unit – APU) für A320 Flugzeuge und den Antrieb in Luftfahrtanwendungen, für Anwendungen im mobilen Bereich oder für die stationäre Energieversorgung. Erklärtes Ziel der Arbeiten im Fachgebiet Elektrochemische Systeme ist die Übertragung wissenschaftlicher Erkenntnisse aus der elektrochemischen Grundlagenforschung in die Anwendung unter Berücksichtigung etablierter, industrienaher und qualitätsabgesicherter Entwicklungsprozesse.

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