Neues aus der Forschung

Meilenstein hin zu wettbewerbsfähiger solarer Wasserspaltung

(Quelle: Nachricht der Technischen Universität Ilmenau, 30.10.2019)

Wissenschaftler haben in einem vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE angeführten Verbundprojekt unter Beteiligung der Technischen Universität Ilmenau einen weltweit noch nicht erreichten Wirkungsgrad spezieller Solarzellen erzielt: 24,3 Prozent des von monolithischen, auf Silizium gewachsenen III-V-Dreifachzellen aufgenommenen Sonnenlichts werden in elektrische oder chemische Energie umgewandelt – ein Meilenstein bei der Entwicklung neuer Solarzellen, die künftig konventionelle Silizium-Solarzellen ablösen könnten. Vor allem sind die neuen Zellen aber auch bei der direkten solaren Wasserspaltung zur Gewinnung von Wasserstoff einsetzbar, der für viele als regenerativer Energieträger der Zukunft gilt. Partner des Fraunhofer ISE im soeben erfolgreich abgeschlossenen „MehrSi“-Projekt waren neben der TU Ilmenau die Philipps-Universität Marburg und der Anlagenhersteller Aixtron SE.
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IRENA Studie: Wasserstoff, eine Perspektive für erneuerbare Energien

(Quelle: Publikation IRENA, September 2019)

In einer neuen Studie der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) wird das Potenzial von Wasserstoff als Kraftstoff für schwer zu dekarbonisierende Energienutzungen untersucht, darunter energieintensive Industrien, Lastkraftwagen, Luftfahrt, Schifffahrt und Heizungsanwendungen. Die Auswirkungen der Dekarbonisierung hängen jedoch davon ab, wie Wasserstoff erzeugt wird. Derzeitige und zukünftige Beschaffungsoptionen lassen sich in grauen (auf fossilen Brennstoffen basierenden) blauen (auf fossilen Brennstoffen basierenden Produktionsprozess mit Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung) und grünen (auf erneuerbaren Energien basierenden) Wasserstoff unterteilen. Es wird prognostiziert, dass grüner Wasserstoff, der durch Elektrolyse mit erneuerbaren Energien erzeugt wird, in den kommenden Jahren ein starkes Wachstum verzeichnen wird.
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Wasserstoff aus Erdgas ohne CO2-Emissionen

(Quelle: Presseinformation KIT, 29.10.2019)

Durch Methanpyrolyse lässt sich fossiles Erdgas zukünftig klimafreundlich nutzen: Methan wird dabei in gasförmigen Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten, der einen wertvollen Grundstoff für verschiedene Industriezweige darstellt und darüber hinaus sicher gelagert werden kann. Dies kann ein wichtiger Baustein für eine künftig klimaneutrale Energieversorgung sein. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben hierfür ein besonders effizientes Verfahren entwickelt. Gemeinsam mit dem Industriepartner Wintershall Dea wird es nun für den Einsatz im industriellen Maßstab weiterentwickelt.
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EU Forschung: Hohe Stromausbeute mit geringem Flächenverbrauch durch PV-Ausbau

(Quelle: Analyse der Gemeinsamen Forschungsstelle der EU, 13.09.2019)

In der Analyse “ENSPRESO – an open, EU-28 wide, transparent and coherent database of wind, solar and biomass energy potentials” wurden von der Gemeinsamen Forschungsstelle der EU 276 Regionen auf ihr Ausbaupotenzial für Erneuerbare Energien untersucht. Sowohl Wind als auch Solar könnten demnach jeweils das Dreifache des EU-Strombedarfs für 2016 decken. Dafür würden Wind an Land und Solar 16% bzw. 1,4% der gesamten Landfläche benötigen. Bei Biomasse wurden die Sektoren Land- und Forstwirtschaft sowie Abfall berücksichtigt. Ihr jeweiliges nachhaltiges Potenzial entspräche mindestens 10%, 1,5% und 1% des gesamten Primärenergieverbrauchs in der EU.

Studie HTW Berlin: Über 50 Hemmnisse für den Ausbau der Photovoltaik

(Quelle: HTW Berlin, Studie: Hemmnisse für den städtischen PV-Ausbau)

In einer neuen Studie der HTW (Hochschule für Technik und Wirtschaft) Berlin werden über 50 Hemmnisse für den Ausbau der Photovoltaik aufgezählt. Die einzelnen Hemmnisse wurden qualitativ in ihrer Wirkmächtigkeit beurteilt („Stufe“, „Hemmnis“, „Hürde“) und quantitativ das jeweils in Berlin betroffene Solarpotenzial bestimmt. Dabei wurde auch die Ebene der politischen Verantwortlichkeit geklärt und Handlungsempfehlungen abgeleitet. Eine Auswahl der Hemmnisse finden Sie hier.
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Calciumbatterien könnten bald Lithium-Ionen-Batterien ablösen

(Quelle: Presseinformation 133/2019 KIT)

Batterien auf Basis von Calcium versprechen eine günstige Herstellung und ein hohe Energiedichte. Diese Technologie aus dem Labor besitzt das Potenzial, als Energiespeicher der Zukunft die Lithium-Ionen-Technologie abzulösen. Mit den bislang verfügbaren Elektrolyten gelang es aber nicht, Calciumbatterien bei Zimmertemperatur aufzuladen. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben in der Fachzeitschrift Energy & Environmental Science nun eine vielversprechende Elektrolytklasse vorgestellt, die das erstmals möglich macht.
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Energy Transition Outlook 2019: Die Technologie existiert, der politische Wille fehlt

(Quelle: DNV GL: Energy Transition Outlook 2019)

Das technische Beratungsunternehmen DNV GL hat seinen Energy Transition Outlook 2019 veröffentlicht. Während die Nachfrage in den Bereichen Elektrofahrzeuge, Speicher und erneuerbare Energien voraussichtlich deutlich steigen wird, ist die ernüchternde Schlussfolgerung, dass die Welt die CO2-Reduktionsziele bei weitem verfehlen wird. Durch Extrapolation von Daten aus den zehn globalen Regionen, in die der DNV GL die Welt unterteilt hat, war eine Erwärmung um 2,4 Grad Celsius wahrscheinlicher als andere Ergebnisse. Die Forscher prognostizieren einen Höchststand der Emissionen fossiler Brennstoffe im Jahr 2025, aber nur drei Jahre später wird die Welt das Kohlenstoffbudget ausgeschöpft haben, das es ihr ermöglicht hätte, innerhalb eines 1,5-Grad-Celsius-Erwärmungsszenarios zu bleiben.
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Neue Methode zur Herstellung von Perowskit/Silizium-Tandem-Zellen

(Quelle: Ulsan Institute of Science and Technology (UNIST), 11.09.2019)

Um die Kommerzialisierung der Perowskit-Solarzellentechnologie zu beschleunigen, forschen Wissenschaftler des Ulsan Institute of Science and Technology (UNIST) in Südkorea, um ihre Kosten, Effizienz und Zuverlässigkeit weiter zu verbessern. Unter vielen hat sich die Tandemzelltechnologie als der vielversprechendste Ansatz herausgestellt, um die Grenzen herkömmlicher Siliziumsolarzellen zu erweitern.
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Weltrekord für Perowskit-CIGS-Tandem-Solarzelle

(Quelle: Helmholtz Zentrum Berlin, 09.09.2019)

Ein Team um Prof. Steve Albrecht aus dem HZB stellte auf der weltgrößten internationalen Fachkonferenz EU PVSEC in Marseille am 11. September 2019 einen neuen Weltrekord für eine Tandem-Solarzelle vor. Die Solarzelle kombiniert die Halbleitermaterialien Perowskit und CIGS und erreicht damit einen zertifizierten Wirkungsgrad von 23,26 Prozent. Ein Grund für diesen Erfolg liegt in einer Zwischenschicht aus organischen Molekülen, die sich selbstorganisiert so anordnen, dass auch raue Halbleiter-Oberflächen lückenlos bedeckt werden. Dafür wurden zwei Patente eingereicht.
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Marktforscher warnen: Ohne massiven Photovoltaik-Zubau droht Stromlücke

(Quelle: Gemeinsame Pressemitteilung des BSW – Bundesverband Solarwirtschaft e.V., EuPD Research und The smarter E Europe vom 13.9.2019)

Bonner Marktforscher warnen vor einer Strom-Erzeugungslücke als Folge des Atom- und Kohleausstiegs, eines wachsenden Strombedarf durch mehr E-Autos und einem zu geringen Zubau Erneuerbarer Energien. Die Verdreifachung des Photovoltaikbestands bis 2030 und deutlich mehr Speicher können Energieversorgung klimafreundlich sichern. Das Klimakabinett muss am 20.9.2019 Weichen für einen starken EE-Ausbau stellen und Marktbarrieren schnell beseitigen.
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