Neues aus der Forschung
Deutschland auf dem Weg aus der Gaskrise: Wie sich Klimaschutz und Energiesouveränität vereinen lassen
Knappheiten und hohe Preise: Wege aus der Gaskrise zeigt jetzt eine neue Studie für Deutschland auf. Von kurzfristigen Interventionen für die Energiesicherheit bis hin zu längerfristigen Weichenstellungen für den Kurs auf Klimaneutralität sind in den Sektoren Gebäude, Industrie und Energiewirtschaft massive Einsparungen beim Gasverbrauch unerlässlich. Mehr als 30 Fachleute des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Kopernikus-Projekts Ariadne buchstabieren erstmals im Modell- und Szenarienvergleich aus, welche Stellschrauben und Spielräume zur Verfügung stehen. Sie zeigen, dass Klimaschutz und Energiesouveränität miteinander vereinbar sind.
Agri-Photovoltaik: Grüner Strom vom Acker hat Potenzial
Studie unter Leitung der Uni Hohenheim: 10 % der landwirtschaftlichen Betriebe könnten auf 1 % der Ackerfläche Deutschlands ca. 9 % des bundesweiten Strombedarfs decken.
Photovoltaik-Ausbau: Hocheffiziente Solarzellen doppelt so schnell produzieren
Ein hoher Durchsatz in der Produktion von Silicium-Solarzellen ist wichtig, um Herstellungskosten zu senken und Lieferengpässe beim Photovoltaik-Ausbau in Deutschland und weltweit abzumildern. Ein Konsortium aus Anlagenbauern, Messtechnikherstellern und Forschungsinstituten erarbeitete deshalb unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE einen Proof-of-Concept für eine innovative Produktionslinie mit einem Durchsatz von 15 bis 20 Tausend Wafern pro Stunde. Das entspricht mindestens einer Verdopplung des aktuell üblichen Durchsatzes. Dafür entwickelte das Konsortium Verbesserungen für zahlreiche einzelne Prozessschritte. Die detaillierten Ergebnisse werden diese Woche auf der achten World Conference on Photovoltaic Energy Conversion in Mailand, Italien, vorgestellt. Gefördert wurde das Forschungsprojekt durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).
Kupfer statt Silber: Neuer Schub für die Solarzellen-Produktion
Steigende Rohstoffpreise und mangelnde Verfügbarkeit, insbesondere von Silber, lassen die Produktionskosten von Photovoltaik-Modulen steigen. Fraunhofer-Forschende haben ein Galvanikverfahren entwickelt, bei dem das teure Edelmetall Silber durch leicht verfügbares Kupfer substituiert wird. Die aufwändig zu entsorgenden Polymere, die bei der Galvanik üblicherweise anfallen, konnten die Forschenden ersetzen. Sie nutzen stattdessen Aluminium zur Maskierung, das leicht recycelt werden kann. Um die Technologie schneller auf den Markt zu bringen, wurde das Spin-off PV2+ gegründet.
Forscher der Universität Cambridge entwickeln schwimmende Photosynthese-Solarzellen
Die Forscher von der Universität Cambridge haben ultradünne, flexible Geräte entwickelt, die von der Photosynthese inspiriert sind – dem Prozess, bei dem Pflanzen Sonnenlicht in Nahrung umwandeln. Da die kostengünstigen, autonomen Geräte leicht genug sind, um zu schwimmen, könnten sie zur Erzeugung einer nachhaltigen Alternative zu Benzin eingesetzt werden, ohne Platz an Land zu beanspruchen.
CO₂ aus Luft als Geschäftsmodell: Direct Air Capture-Technologie mit Wertschöpfung aus Baden-Württemberg
Zu den Zukunftstechnologien, die zum Erreichen der Klimaziele und gleichzeitig der Sicherung der Wirtschaft und unseres Lebensstandards unerlässlich sein werden, gehört die Direct Air Capture (DAC)-Technologie. DAC ist ein Verfahren, mit dem Kohlenstoffdioxid (CO₂) aus der Atmosphäre gewonnen wird. Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) bereitet die DAC-Technologie für die industrielle Anwendung vor, damit die Klimaneutralität schneller erreicht wird und neue Wertschöpfungspotenziale für die Industrie erschlossen werden können.
Mehr Strom aus der Sonne holen – IQ Preisträger im Portrait
Die CE Cell Engineering GmbH aus Kabelsketal hat ein speziell angepasstes Verfahren entwickelt, mit dem Solarzellen materialschonend hergestellt werden können, um damit wesentlich effizientere Anlagen zu produzieren. Für die Skalierung auf die industrielle Massenproduktion erhielt das Unternehmen den Clusterpreis Energie/Umwelt/Solarwirtschaft des diesjährigen IQ Innovationspreis Mitteldeutschland.
BIPV – farbige Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad
Die gebäudeintegrierte Photovoltaik ist eine entscheidende Technologie für die Entwicklung von Null-Energie-Gebäuden und nachhaltigen Städten, während gleichzeitig große Anstrengungen unternommen werden müssen, um Photovoltaik (PV)-Paneele ästhetisch ansprechend zu gestalten. Daher besteht ein dringender Bedarf an einer Technologie zur Einfärbung von PV-Paneelen, die sich nur geringfügig auf die Leistungsumwandlungseffizienz (PCE) auswirkt und gleichzeitig zu geringen Kosten in Massenproduktion hergestellt werden kann. Um dieser Herausforderung zu begegnen, wird in einer Studie chinesischer Hochschulen eine Einfärbungsstrategie für Solar-PVs vorgestellt, die auf kurzreichweitig korrelierten dielektrischen Mikrokugeln, d.h. photonischem Glas, basiert.
Hervorragende Oberflächenpassivierung für hocheffiziente Silizium-Solarzellen durch innovativen elektronenselektiven AlTiOx/TiOx-Kontaktstack
Passivierungskontakte auf der Basis von Übergangsmetalloxiden (Transition Metal Oxides) haben das Potenzial, die bestehenden Leistungsbeschränkungen in hocheffizienten kristallinen Silizium-Solarzellen (c-Si) zu überwinden, was ein wesentlicher Faktor für die weitere Senkung der Kosten für photovoltaischen Strom ist. In einer Arbeit der Australian National University (ANU) wurden innovative Stacks aus Aluminium-legiertem Titanium-Oxid (AlyTiOx) und reinem TiOx als transparente elektronenselektive Passivierungskontakte für n-Typ c-Si Oberflächen untersucht.
Studie: Optionen für den Import grünen Wasserstoffs nach Deutschland bis zum Jahr 2030. Transportwege – Länderbewertungen – Realisierungserfordernisse
Der Bedarf an Wasserstoff und dessen Syntheseprodukten wird in Deutschland in den nächsten Jahren deutlich zunehmen. Manche Szenarien sehen ihn in 2030 bei rund 45–110 Terawattstunden. 2045 könnte der Bedarf gemäß dieser Szenarien sogar bei etwa 400–700 Terawattstunden liegen. Diese Mengen wird Deutschland künftig voraussichtlich nur durch Importe aus EU- und Nicht-EU-Ländern decken können. Welche Optionen für den Transport von Wasserstoff geeignet sind, welche Vor- und Nachteile sie haben und welche Hemmnisse dem Aufbau von Handelsbeziehungen entgegenstehen können, hat eine Arbeitsgruppe des Akademienprojekts „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) nun analysiert.
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