Forschung
Forschungsgebiete
Die Energiewende stellt die Energieversorgung vor eine zentrale Herausforderung: Erneuerbare Energie steht nicht immer dort und dann zur Verfügung, wo sie benötigt wird. Gleichzeitig müssen Strom- und Wärmeversorgung effizienter, flexibler und zunehmend klimaneutral gestaltet werden.
Die Forschungsaktivitäten des Lehrstuhls Energietechnik konzentrieren sich auf Untersuchungen zur Energieeffizienz von energetischen Technologien und Systemen. Dabei verbinden wir die Betrachtung einzelner Materialien und Komponenten mit der Analyse und Optimierung komplexer Energiesysteme.
Der Inhaber des Lehrstuhls, Prof. Dr. Harry Hoster, ist zugleich wissenschaftlicher Leiter des Zentrums für Brennstoffzellentechnik gGmbH (ZBT), so dass eine intensive Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Industriepartnern existiert und konsequent ausgebaut wird.
Energiesysteme & Wärmenetze
Vom Kraftwerk bis zum Quartier: Wie wird Energie effizient gewandelt, gespeichert und verteilt?
Wir untersuchen Wärmenetze und integrierte Energiesysteme auf der Ebene von Gebäuden, Quartieren und Kommunen. Dabei werden unter anderem die Einbindung erneuerbarer Wärmequellen, saisonale Wärmespeicher, Kraft-Wärme-Kopplung sowie die Nutzung von Wasserstoff und weiteren Energieträgern betrachtet.
Mithilfe von Systemsimulationen und techno-ökonomischen Analysen wird untersucht, wie Energiesysteme ausgelegt, betrieben und miteinander gekoppelt werden können. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Entwicklung nachhaltiger und wirtschaftlicher Versorgungskonzepte für die Wärmeversorgung der Zukunft.
Elektrochemische Speicher und Energiewandler
Wie lässt sich elektrische Energie effizient speichern und elektrochemisch umwandeln?
Hier erforschen wir Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure sowie die dafür benötigten Materialien, Komponenten und Systeme. Unsere Arbeiten umfassen die Untersuchung elektrochemischer Materialien und Elektroden, die Entwicklung und Charakterisierung von Zellen sowie die Analyse ihrer Leistungsfähigkeit und Lebensdauer.
Ein Schwerpunkt liegt auf neuen Batteriesystemen und innovativen Zellkonzepten, ihrer Herstellung und Charakterisierung sowie der Untersuchung von Alterungsprozessen. Darüber hinaus werden die elektrochemische Energiewandlung in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren sowie mit der Erzeugung, Speicherung und Nutzung von Wasserstoff untersucht.
Unsere Forschung verbindet
Energietechnische Fragestellungen lassen sich umfassend beantworten, wenn unterschiedliche Perspektiven miteinander verbunden werden. Die Forschungsarbeit reicht daher von der experimentellen Untersuchung im Labor bis zur modellbasierten Analyse und Optimierung am Rechner.
Im Labor werden Materialien, Elektroden, elektrochemische Zellen und Komponenten untersucht, entwickelt und hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Leistungsfähigkeit charakterisiert. Ergänzend werden technische Prozesse und Energiesysteme mithilfe von Simulationsmodellen abgebildet. Berechnungen, techno-ökonomische Analysen und Optimierungsverfahren zeigen auf, wie sich Technologien effizient und wirtschaftlich in reale Energiesysteme integrieren lassen.
So entsteht eine Verbindung zwischen Experiment und Modellierung, einzelnen Komponenten und gesamten Energiesystemen – von der grundlegenden Materialuntersuchung bis hin zur Anwendung in der Praxis.