Brennstoffzellen zählen aus heutiger Sicht mit zu den Hoffnungsträgern einer zukünftigen Energiewirtschaft, sowohl bei stationären, mobilen als auch portablen Anwendungen. Ein Hemmnis für den breiten Markteinsatz ist dabei der hohe Bedarf von Edelmetallen für die Katalysatoren. Das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY entwickelt daher Konzepte für edelmetallfreie Brennstoffzellen. Dr. Guido Weißmann, Geschäftsstellenleiter der Landesinitiative Brennstoffzelle und Batterietechnologie Niedersachsen im Interview mit Prof. Carsten Agert, Leiter des EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY.
Landesinitiative: Wo liegen die Schwerpunkte und Ziele von NEXT ENERGY?
NEXT ENERGY: Das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY ist zunächst einmal ein unabhängiges An-Institut der Oldenburger Universität. Nach dem Vorbild der Fraunhofer-Gesellschaft haben wir einen gemeinnützigen Trägerverein und widmen uns anwendungsorientierten Themenstellungen. Unsere Forschungen zielen dabei auf Materialien, Komponenten, Systeme und Produktionstechniken für eine effiziente und umwelt-freundliche Energieversorgung. Im engeren Fokus unserer Arbeiten liegen die technologischen Gebiete der Silizium-Dünnschichtphotovoltaik, Brennstoffzellen und Energiespeicher.
Landesinitiative: Wie ist die EWE in Ihre Arbeiten eingebunden?
NEXT ENERGY: Die EWE trägt als unser maßgeblicher Förderer die Grundfinanzierung des Instituts-Haushalts. Unser Ziel ist es, diese Hausmittel durch Forschungsprojekte mit Dritten in etwa zu verdoppeln. Selbstverständlich erfolgt die Verwertung all unserer Ergebnisse unab-hängig von EWE, so wie man das auch von öffentlich finanzierten Institu-ten gewohnt ist. Die EWE agiert also bei uns als uneigennütziger Stifter.
Landesinitiative: EWE und Karmann haben zu Beginn des Jahres eine strategische Kooperation im Bereich Elektromobilität bekannt gegeben. Wie sehen denn die Aktivitäten NEXT ENERGYs zu diesem Thema aus?
NEXT ENERGY: Das Thema Elektromobilität ist unter der Überschrift „Energiespeicher“ ein wichtiges Arbeitsfeld am EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY. Wir beschäftigen uns dazu mit einer breiten Palette von Fragestellungen rund um das Thema Elektroauto: Wie wechselwirkt die Betriebsführung eines Lithium-Ionen-Akkus mit Alterungseffekten auf der mikroskopischen Ebene? Was lernen wir daraus bezüglich einer Ladere-elung, die das Thema Batterie-Alterung mit den Ansprüchen des Nutzers an sein Fahrzeug in Einklang bringt? Wir interessieren uns hier für Schnittstellentechnologien zur Einbindung von Speichern in Stromnetze und entwickeln auf der Basis von Simulationen, Labormustern und Feldtests optimierte Betriebsführungsstrategien, Auslegungskriterien und Ansteuerungs-Hardware. In entsprechender Weise bringen wir uns mit den bekannten Industriepartnern auch in das BMWi-geförderte Projekt GRID-Surfer ein, in dem NEXT ENERGY sich zusätzlich einem Batteriewechselkonzept zur Lösung des Reichweitenproblems widmet. Abseits der mobilen Anwendungen erforschen wir außerdem Speicher für den stationären Einsatz.
Landesinitiative: Das Fraunhofer IFAM hat angekündigt, in Oldenburg eine Projektgruppe zum Thema elektrische Energiespeicher zu gründen. Sehen Sie hier eher Synergie-Potenziale oder eine konkurrierende Forschungseinrichtung?
NEXT ENERGY: Wenn zwei Institute mit vergleichbar anwendungsorientierter Grundausrichtung in unmittelbarer Nachbarschaft eng verwandte Themen aufbauen, pflegt man doch selbstverständlich im Vorfeld einen intensiven Austausch. Entsprechend betreiben das Fraunhofer IFAM und das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY an der Stelle eine enge strategische Abstimmung und vertrauensvolle Zusammenarbeit. Ich gehe davon aus, dass wir zukünftig in optimaler Weise Synergie-Potenziale nutzen können und unseren Industriepartnern sehr attraktive gemeinsame Angebote machen werden.
Landesinitiative: Kommen wir zu den Brennstoffzellen: Wo sehen Sie die größten Hemmnisse/Herausforderungen für Brennstoffzellen und wann wird es eine kommerzielle Brennstoffzellenversorgung für Hausenergie oder Mobilität geben?
NEXT ENERGY: Dies sind beides Fragen, die Ihnen unsere industriellen Partner im Brennstoffzellen-Sektor viel besser als ich beantworten können. Wir bei NEXT ENERGY wollen die Firmen auf diesem Weg in großer Breite unterstützen: Sie finden in unserem Haus die volle Technologietiefe von der Elektrolyt- und Membranentwicklung bis hin zur Systemregelung. Lassen Sie mich aber eines anmerken: Neben allen benötigten Entwick-lungen für die kurzfristige Zeitskala glauben wir an die langfristige Notwendigkeit, im Massenmarkt edelmetallfreie Konzepte für PEM-Brennstoffzellen zu etablieren. Dies ist im Bereich der MEA-Entwicklung eine unserer Hauptrichtungen.
Landesinitiative: Können Sie uns hierzu verraten, welche technologischen Ansätze Sie verfolgen?
NEXT ENERGY: Bei auf Protonenleitung basierenden Brennstoffzellen, wie sie heute allen etablierten PEM-Technologien zugrundeliegen, sind die Katalysatoren einer extrem aggressiven, sauren Umgebung ausgesetzt, in der nur die edelsten Metalle, z. B. Gold und Platin, einigermaßen stabil sind. Während weltweit seit Jahren Bemühungen weitgehend erfolglos geblieben sind, neue katalytisch aktive Materialien zu entwickeln, die unter den Bedingungen herkömmlicher PEM-Technologien stabil und trotzdem preiswert sind, wollen wir das Problem an der Wurzel packen und sogenannte Anionenaustauschermembranen erforschen. Die hier herrschenden Bedingungen erlauben den Einsatz von katalytisch aktiven, weniger edlen Metallen wie z. B. Nickel oder gar einer ganzen Palette von anorganischen Verbindungen. Man kennt die hierfür einsetzbaren Materialklassen übrigens schon seit vielen Jahrzehnten, da sie seit Beginn der Raumfahrt für die Sicherstellung der Bordstromversorgung in alkalischen Brennstoffzellen mit flüssigem Elektrolyt eingesetzt werden. Unser Ansatz ist es, diesen flüssigen Elektrolyten durch eine neuentwickelte Polymermembran zu ersetzen und das Konzept so für den Einsatz bei uns auf der Erde tauglich zu machen.
Landesinitiative: Wie bewerten Sie die Kompetenzen von NEXT ENERGY im nationalen und internationalen Vergleich?
NEXT ENERGY: Eine solche Bewertung würde ich gerne unseren Industriepartnern in den entsprechenden Projekten überlassen. Für den Augenblick nur soviel von meiner Seite: NEXT ENERGY richtet derzeit seine Labore von der Halbleitertechnologie über die Elektrochemie bis hin zu den Technikwissenschaften mit modernsten und industrierelevanten For-schungsapparaturen aus. Gleichzeitig konnten wir in den letzten Monaten ein bereits 40köpfiges und noch weiter wachsendes Team zusammenstellen, über dessen Qualifikation und Motivation ich mich sehr freue. Insofern denke ich, dass das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY auch im nationalen und internationalen Vergleich sehr gute Voraussetzungen ge-nießt.
Landesinitiative: Vielen Dank Herr Prof. Agert für das Interview.
Das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY ist Sponsor des diesjährigen Niedersächsischen Brennstoffzellen Forums am 22.09.2009 im Hannover Congress Centrum und wird dort für weitere Gespräche und Informationen zur Verfügung stehen. Informationen zum Forum unter: http://www.brennstoffzelle-nds.de
Darüber hinaus findet im Rahmen der Landesinitiative Brennstoffzelle und Batterietechnologie Niedersachsen die 2. Niedersächsische Brennstoffzellen Summer School 2009 vom 28.09. – 02.10. an der Leibniz Universität Hannover statt. Weitere Informationen unter:
http://www.brennstoffzelle-nds.de
Sponsoren des 4. Niedersächsischen Brennstoffzellen-Forums:
EWE AG • H.C. Starck • CUTEC-Institut GmbH • Energie-Forschungszentrum Niedersachsen – EFZN • Next Energy
Landesinitiative: Wo liegen die Schwerpunkte und Ziele von NEXT ENERGY?
NEXT ENERGY: Das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY ist zunächst einmal ein unabhängiges An-Institut der Oldenburger Universität. Nach dem Vorbild der Fraunhofer-Gesellschaft haben wir einen gemeinnützigen Trägerverein und widmen uns anwendungsorientierten Themenstellungen. Unsere Forschungen zielen dabei auf Materialien, Komponenten, Systeme und Produktionstechniken für eine effiziente und umwelt-freundliche Energieversorgung. Im engeren Fokus unserer Arbeiten liegen die technologischen Gebiete der Silizium-Dünnschichtphotovoltaik, Brennstoffzellen und Energiespeicher.
Landesinitiative: Wie ist die EWE in Ihre Arbeiten eingebunden?
NEXT ENERGY: Die EWE trägt als unser maßgeblicher Förderer die Grundfinanzierung des Instituts-Haushalts. Unser Ziel ist es, diese Hausmittel durch Forschungsprojekte mit Dritten in etwa zu verdoppeln. Selbstverständlich erfolgt die Verwertung all unserer Ergebnisse unab-hängig von EWE, so wie man das auch von öffentlich finanzierten Institu-ten gewohnt ist. Die EWE agiert also bei uns als uneigennütziger Stifter.
Landesinitiative: EWE und Karmann haben zu Beginn des Jahres eine strategische Kooperation im Bereich Elektromobilität bekannt gegeben. Wie sehen denn die Aktivitäten NEXT ENERGYs zu diesem Thema aus?
NEXT ENERGY: Das Thema Elektromobilität ist unter der Überschrift „Energiespeicher“ ein wichtiges Arbeitsfeld am EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY. Wir beschäftigen uns dazu mit einer breiten Palette von Fragestellungen rund um das Thema Elektroauto: Wie wechselwirkt die Betriebsführung eines Lithium-Ionen-Akkus mit Alterungseffekten auf der mikroskopischen Ebene? Was lernen wir daraus bezüglich einer Ladere-elung, die das Thema Batterie-Alterung mit den Ansprüchen des Nutzers an sein Fahrzeug in Einklang bringt? Wir interessieren uns hier für Schnittstellentechnologien zur Einbindung von Speichern in Stromnetze und entwickeln auf der Basis von Simulationen, Labormustern und Feldtests optimierte Betriebsführungsstrategien, Auslegungskriterien und Ansteuerungs-Hardware. In entsprechender Weise bringen wir uns mit den bekannten Industriepartnern auch in das BMWi-geförderte Projekt GRID-Surfer ein, in dem NEXT ENERGY sich zusätzlich einem Batteriewechselkonzept zur Lösung des Reichweitenproblems widmet. Abseits der mobilen Anwendungen erforschen wir außerdem Speicher für den stationären Einsatz.
Landesinitiative: Das Fraunhofer IFAM hat angekündigt, in Oldenburg eine Projektgruppe zum Thema elektrische Energiespeicher zu gründen. Sehen Sie hier eher Synergie-Potenziale oder eine konkurrierende Forschungseinrichtung?
NEXT ENERGY: Wenn zwei Institute mit vergleichbar anwendungsorientierter Grundausrichtung in unmittelbarer Nachbarschaft eng verwandte Themen aufbauen, pflegt man doch selbstverständlich im Vorfeld einen intensiven Austausch. Entsprechend betreiben das Fraunhofer IFAM und das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY an der Stelle eine enge strategische Abstimmung und vertrauensvolle Zusammenarbeit. Ich gehe davon aus, dass wir zukünftig in optimaler Weise Synergie-Potenziale nutzen können und unseren Industriepartnern sehr attraktive gemeinsame Angebote machen werden.
Landesinitiative: Kommen wir zu den Brennstoffzellen: Wo sehen Sie die größten Hemmnisse/Herausforderungen für Brennstoffzellen und wann wird es eine kommerzielle Brennstoffzellenversorgung für Hausenergie oder Mobilität geben?
NEXT ENERGY: Dies sind beides Fragen, die Ihnen unsere industriellen Partner im Brennstoffzellen-Sektor viel besser als ich beantworten können. Wir bei NEXT ENERGY wollen die Firmen auf diesem Weg in großer Breite unterstützen: Sie finden in unserem Haus die volle Technologietiefe von der Elektrolyt- und Membranentwicklung bis hin zur Systemregelung. Lassen Sie mich aber eines anmerken: Neben allen benötigten Entwick-lungen für die kurzfristige Zeitskala glauben wir an die langfristige Notwendigkeit, im Massenmarkt edelmetallfreie Konzepte für PEM-Brennstoffzellen zu etablieren. Dies ist im Bereich der MEA-Entwicklung eine unserer Hauptrichtungen.
Landesinitiative: Können Sie uns hierzu verraten, welche technologischen Ansätze Sie verfolgen?
NEXT ENERGY: Bei auf Protonenleitung basierenden Brennstoffzellen, wie sie heute allen etablierten PEM-Technologien zugrundeliegen, sind die Katalysatoren einer extrem aggressiven, sauren Umgebung ausgesetzt, in der nur die edelsten Metalle, z. B. Gold und Platin, einigermaßen stabil sind. Während weltweit seit Jahren Bemühungen weitgehend erfolglos geblieben sind, neue katalytisch aktive Materialien zu entwickeln, die unter den Bedingungen herkömmlicher PEM-Technologien stabil und trotzdem preiswert sind, wollen wir das Problem an der Wurzel packen und sogenannte Anionenaustauschermembranen erforschen. Die hier herrschenden Bedingungen erlauben den Einsatz von katalytisch aktiven, weniger edlen Metallen wie z. B. Nickel oder gar einer ganzen Palette von anorganischen Verbindungen. Man kennt die hierfür einsetzbaren Materialklassen übrigens schon seit vielen Jahrzehnten, da sie seit Beginn der Raumfahrt für die Sicherstellung der Bordstromversorgung in alkalischen Brennstoffzellen mit flüssigem Elektrolyt eingesetzt werden. Unser Ansatz ist es, diesen flüssigen Elektrolyten durch eine neuentwickelte Polymermembran zu ersetzen und das Konzept so für den Einsatz bei uns auf der Erde tauglich zu machen.
Landesinitiative: Wie bewerten Sie die Kompetenzen von NEXT ENERGY im nationalen und internationalen Vergleich?
NEXT ENERGY: Eine solche Bewertung würde ich gerne unseren Industriepartnern in den entsprechenden Projekten überlassen. Für den Augenblick nur soviel von meiner Seite: NEXT ENERGY richtet derzeit seine Labore von der Halbleitertechnologie über die Elektrochemie bis hin zu den Technikwissenschaften mit modernsten und industrierelevanten For-schungsapparaturen aus. Gleichzeitig konnten wir in den letzten Monaten ein bereits 40köpfiges und noch weiter wachsendes Team zusammenstellen, über dessen Qualifikation und Motivation ich mich sehr freue. Insofern denke ich, dass das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY auch im nationalen und internationalen Vergleich sehr gute Voraussetzungen ge-nießt.
Landesinitiative: Vielen Dank Herr Prof. Agert für das Interview.
Das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY ist Sponsor des diesjährigen Niedersächsischen Brennstoffzellen Forums am 22.09.2009 im Hannover Congress Centrum und wird dort für weitere Gespräche und Informationen zur Verfügung stehen. Informationen zum Forum unter: http://www.brennstoffzelle-nds.de
Darüber hinaus findet im Rahmen der Landesinitiative Brennstoffzelle und Batterietechnologie Niedersachsen die 2. Niedersächsische Brennstoffzellen Summer School 2009 vom 28.09. – 02.10. an der Leibniz Universität Hannover statt. Weitere Informationen unter:
http://www.brennstoffzelle-nds.de
Sponsoren des 4. Niedersächsischen Brennstoffzellen-Forums:
EWE AG • H.C. Starck • CUTEC-Institut GmbH • Energie-Forschungszentrum Niedersachsen – EFZN • Next Energy
