Energiebereitstellung, -umwandlung und -speicherung

Im Schwerpunkt Energiebereitstellung, -umwandlung und -speicherung geht es darum, erneuerbare Energie bereitzustellen und diese, falls nicht direkt nutzbar, in geeigneter Form bis zur Verwendung zu speichern.

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An der Empa entwickelte CIGS Solarzelle auf flexibler Polymerfolie mit Rekord-Wirkungsgrad von 20.8%. Bild: Empa

Angesichts der laufenden Elektrifizierung von Gebäuden und Mobilität und der Reduktion der Stromproduktion in Nuklearanlagen muss die inländische erneuerbare Stromgewinnung stark erweitert werden. Die Photovoltaik steht hier aufgrund des Potentials und der Akzeptanz klar im Vordergrund. Unsere Forschung fokussiert sich auf Dünnschicht-Solarzellen mit einer höheren Effizienz (z.B. als Tandem-Zelle) und tieferen Herstellungskosten dank neuer Materialien und Produktionstechnologien.

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(Links) Anordnung der Atome im Na 4B 12H 12B 10H 10 Closo-Borat Festkörperelektrolyten, der sowohl eine hohe Ionenleitfähigkeit als auch eine hohe thermische und elektrochemische Stabilität aufweist. (Rechts) Schematische Darstellung und dazugehöriges Raster-Elektronen-Mikroskopbild des Quer-schnitts einer Festkörperbatterie mit Closo-Borat Elektrolyt. Bild: Empa
  • Batterien: Auf diesem Gebiet entwickelt die Empa alternative Batteriekonzepte, wie Festkörperbatterien, Batterien mit wässrigen Elektrolytsystemen und Natrium-, Magnesium und Aluminium-basierte Batterien, testet die Zuverlässigkeit von Batteriemodulen, betreibt Lebenszyklenanalysen und forscht an Konzepten zum Batterie-Recycling.  
  • Saisonale Wärmespeicherung, z.B. mittels Erdsonden oder thermochemischen Wärmespeichern
  • Synthetische Energieträger als Ersatz für fossile Brenn- und Treibstoffe. So lässt sich erneuerbare Energie kurz-, mittel- und langfristig speichern und transportieren.

Bei der Erforschung und Entwicklung dieser Technologien kann die Empa auf ihre starke Expertise in Analyseverfahren zurückgreifen, um etwa die Vorgänge während chemischen Reaktionen, die Struktur und Zusammensetzung von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern, sowie die Beschaffenheit von Grenz-und Oberflächen zu untersuchen.

Dr. Peter Richner
Departementsleiter

Tel: +41 58 765 4140


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