Energieversorgung

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Eine nachhaltige, stabile Energieversorgung erfordert eine umweltfreundliche und effiziente Energieerzeugung sowie unterschiedliche Möglichkeiten zur Energiespeicherung. Im Bereich Energieerzeugung beschäftigt sich die Empa u.a. mit folgenden Themen:

  • Photovoltaik: Entwicklung von Hochleistungssolarzellen
  • Thermoelektrizität: direkte Umwandlung von Wärme in Elektrizität mit hocheffizienten Vorrichtungen aus ungiftigen Materialien
  • Keramische Brennstoffzellen für den Betrieb im mittleren (500°C) und hohen Temperaturbereich (800°C)
  • Wasserstoffproduktion und Strom-zu-Gas-Konzepte
  • Entwicklung von Hochtemperaturmaterialien, z.B. für Turbinenlaufräder, Beurteilung von mechanischer Integrität, Schädigungs- und Bruchverhalten sowie Lebensdauerprognosen
  • Im Bereich der Energiespeicherung richtet die Empa das Augenmerk ihrer Forschungsaktivitäten auf Materialien und Systeme, die das Potenzial besitzen, mit der Energiedichte von fossilen Brennstoffen zu konkurrieren:
  • Entwicklung von neuen Materialien für hocheffiziente Akkus wie Lithium-Ionen-Akkus mit hoher Kapazität, so beispielsweise für Kathoden mit verbesserter Zyklenbeständigkeit und längerer Lebensdauer
  • Wasserstoffherstellung durch Elektrolyse und langfristige Speicherung in Form von festen und flüssigen Hydriden, so beispielsweise durch Herstellung exakt angepasster Membran- und Elektrodenmaterialien zur Optimierung von Elektrolyseuren (gemeinsame Aktivität mit der EPFL).
  • Strom-zu-Gas (power to gas), d.h. Reaktion von Solarwasserstoff mit CO2 aus der Atmosphäre und Abgasen zu synthetischen Kohlenwasserstoffen: Die Speicherung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen in Form von synthetischen Kohlenwasserstoffen ist überaus praktisch. Wird dabei CO2 aus der Atmosphäre oder aus Abgasen verwendet, so sind solche synthetischen Kraftstoffe sogar CO2-neutral (Kooperation mit dem Paul Scherrer Institut PSI).