Über zehn Millionen Euro: Drittmittel übersteigen Subventionen Dresden, 6. September 2012: Die institutionelle Kooperation von Uni-Forschern und außeruniversitären Wissenschaftlern hat sich im “Dresdner Innovationszentrum Energieeffizienz” (DIZE-Eff) als Erfolgsmodell erwiesen. Das hat Dr. Stefan Schädlich vom federführenden „Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik“ (IWS) Dresden eingeschätzt. Innerhalb von drei Jahren habe das Zentrum über zehn Millionen Euro an Drittmittel aus der Industrie und von anderen Partnern eingeworben, und damit mehr als staatliche Subventionen geflossen seien. Auch für die Nachwuchsgewinnung und die akademische Lehrtätigkeit habe sich das Modell bewährt. Nanostrukturen für organische Solarzellen Die TU Dresden und die Fraunhofer-Gesellschaft (FHG) hatten das „DIZE-Eff“ im Jahr 2009 als Teil des Netzwerkes „Dresden concept“ gegründet, um die Forschungspotenziale universitärer und außeruniversitärer Institute in der sächsischen Landeshauptstadt zu bündeln. Das am Fraunhofer-Campus in Dresden-Gruna ansässige Energie-Zentrum konzentrierte sich unter anderem auf die Entwicklung von Hochleistungs-Solarzellen, Leichtbau, organische Leuchtdioden und Brennstoffzellen. Unter anderem war das DIZE-Eff an der Nanostrukturierung organischer Solarzellen beteiligt, mit denen Firmen wie Heliatek in die Riege weltweiter Technologieführer aufrückten. Zur Anschubfinanzierung hatte Fraunhofer sechs Millionen Euro beigesteuert, weitere …

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Hermsdorf/Dresden, 6. Dezember 2012: Die Fraunhofergesellschaft hat mit dem Bau eines vier Millionen Euro teuren Technikums für neuartige Batterie -Systeme im thüringischen Hermsdorf begonnen. Dort will das „Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme“ (IKTS) aus Dresden keramische Hochtemperatur-Batterien und Lithium-Ionen-Akkus testen und gemeinsam mit der Uni Jena und Industriepartnern in die Produktionsreife überführen. Das Batterie-Technikum soll Mitte 2014 den Betrieb aufnehmen. Millionenförderung vom Land Damit hat Dresden, wo diese Technologien ursprünglich entwickelt wurden, beim Schritt zur Produktion dieser Systeme den Kürzeren gezogen: Thüringens Wirtschaftsminister Matthias Machnig (SPD) will die Hälfte der Investition aus Landesmitteln zuschießen und übergab den Fraunhofer-Forschern am 5. Dezember einen entsprechenden Förderbescheid. „Unser Ziel ist die Schaffung eines bundesweit bedeutsamen Zentrums der Energie- und Umwelttechnik“, betonte er. Erdgas-Netz als Energiespeicher: Brennstoffzellen-Technikum in Aussicht gestellt Das Batterietechnikum soll perspektivisch zu einem knapp 8000 Quadratmeter großen „Green-Tech-Campus“ erweitert werden. Unter anderem stellte Fraunhofer ein späteres Brennstoffzellen-Technikum mit einem Investitionsvolumen von rund 4,4 Millionen Euro –komplett finanziert aus Landesmitteln – in Aussicht, in dem großem, stationäre Brennstoffzellen-Systeme in Aussicht. Dort wollen die Forscher Brennstoffzellen entwickeln, …

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Über 50 Firmen und Institute aus Dresden zeigen Hightech aus Sachsen Dresden/Hannover, 11. April 2013: Schwebende Supraleit-Stühle, fliegende Augen, intelligente Motoren und gedruckte Generatoren, die bisher verpuffte Abwärme in Strom verwandeln – der Hightech-Standort Dresden ist derzeit mit über 50 Ausstellern und rund 250 Produkten auf der „Hannover-Messe“ (8.-12. April 2013) , der weltweit bedeutendsten Industriemesse, vertreten. Und die Nachfrage der Fachbesucher ist groß. „Es geht hier Schlag auf Schlag mit den Kundengesprächen“, sagt beispielsweise Sachsenwerk-Sprecherin Sabine Michel. Supraleitmagneten halten Sessel in der Schwebe Er scheint den Gesetzen der Schwerkraft zu trotzen und sieht ziemlich futuristisch aus: Die Dresdner Firma Evico – eine Ausgründung des Dresdner Leibniz-Instituts IFW – und deren Esslinger Automatisierungspartner Festo bitten Besucher der Hannovermesse nicht etwa, auf einem schnöden Holzstuhl Platz zu nehmen, sondern auf einem schwebenden Sessel namens „SupraLinearMotion“. Supraleitmagneten aus Dresden, die mit flüssigem Stickstoff auf ihre „Wohlfühltemperatur“ um die minus 196 Grad Celsius heruntergekühlt werden, heben das Hightech-Ruhemöbel anderthalb Zentimeter über dem Boden. Ein kleines Wippen genügt und der Sitzende schwebt samt Sessel vorwärts…. „Die Resonanz ist super“, …

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Dresden/Villigen, 8. August 2013: Ein deutsch-schweizerisches Forscherteam hat aus metallischen Aerogel-Schwämmen eine Elektrode konstruiert, mit denen serientaugliche Brennstoffzellen-getriebene Elektroautos näher rücken könnten: Die Wissenschaftler der TU Dresden und des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) Villigen ersetzten die bisher üblichen Kohlenstoff-Platin-Eletroden in Polymer-Brennstoffzellen durch ein 3D-Nanogeflecht aus Platin und Palladium, das den Edelmetall-Verbrauch um 80 Prozent senkt. Zudem ist dieses „Aerogel“ auch stabiler als herkömmliche Lösungen, teilte die Technische Universität Dresden mit. Diese Lösung soll dafür sorgen, dass solche umweltfreundlichen Energiewandler, die im Idealfall nur Wasser statt Abgase abgeben, künftig billiger herstellbar sind. Zudem seien sie auch dem üblichen Start-Stopp-Stadtverkehr eines entsprechend angetriebenen Fahrzeugs besser gewachsen als Kohlenstoffträger, die sich dabei leicht zersetzen, erklärten die Forscher. Heiko Weckbrodt

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Abb.: TU Dresden

Dresden, 30.4.2012: Winzig kleine Bio-Brennstoffzellen statt Batterien sollen in Zukunft Herzschrittmacher und andere Implantate in den Körpern von Patienten antreiben, wenn es nach Dr. Dan Wen von der TU Dresden geht: Sie will Platin-Nanoteilchen mit Enzymen kombinieren und daraus kleine „Kraftwerke“ konstruieren, die vom Zucker und Sauerstoff im Blutkreislauf angetrieben werden.

Herkömmliche Brennstoffzellen sind meist Anordnungen aus Metall- oder Keramikplatten, in denen die chemische Energie bei der Verbindung von Sauerstoff und Wasserstoff (oder Kohlenwasserstoffverbindungen) in Strom gewandelt werden. Auch Experimente mit biologischen Aufbauten, in denen Bakterien die Energiewandlung übernahmen, gab es schon. Diese erwiesen sich bisher jedoch als nicht effizient genug und haben eine zu geringe Lebensdauer, um sie auch im medizinischen Bereich als implantierbare „Batterien“ verwenden zu können, wie die TU einräumt.

Die chinesische Gastwissenschaftlerin im Team von Prof Alexander Eychmüller will nun ein erst kürzlich am Lehrstuhl entwickeltes, hoch poröses Material aus Platin-Nanoteilchen (Aerogel) als Basis nutzen, um Bio-Brennstoffzellen zu bauen, die mit Enzymen statt Bakterien arbeiten. Um ihre Arbeiten voranzutreiben, bekam Dr. Wen nun von der Alexander-von-Humboldt-Stiftung ein Stipendium zugesprochen. Heiko Weckbrodt

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Null Kohlendioxid: Die Brennstoffzellen-Wasserstoff-Rikscha “Hydrogenia” der Fraunhofer-Forscher. Abb.: FHG

Dresden/Freiburg, 20.6.2012: Fraunhofer-Forscher aus Dresden und Freiburg haben gemeinsam ein neuartiges Brennstoffzellen-Mobil entwickelt, das mit Wasserstoff angetrieben wird und zeigen soll, wie ein umweltfreundlicher Großstadtverkehr der Zukunft aussehen könnte. Professor Hans-Jörg Bullinger, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft (FHG), will das futuristische Gefährt am Sonnabend auf dem Dresdner Elbhangfest erstmals öffentlich präsentieren und auf den Namen „Hydrogenia” taufen.

Das Besondere an dem umgebauten Elektrofahrrad sind sein Antrieb und sein Tank: „Hydrogenia” wird von einer Niedertemperatur-Brennstoffzelle (so genannte PEM-Technologie) vorwärts getrieben und ein innovativer Metallhydrid-Tank sorgt dafür, dass das Vehikel weit schneller betankt werden kann und einen deutlich weiteren Aktionsradius hat als batteriegespeiste Elektroräder beziehungsweise die meisten anderen Brennstoffzellen-Experimentalgefährte. Zudem erhöhe dieser Ansatz die Sicherheit des Antriebssystems, hieß es von der FHG..

Da hier reiner Wasserstoff mit dem Sauerstoff der Luft reagiert, entstehen auch keinerlei klimagefährdende Kohlenoxid-Abgase.

Entwickelt wurde die Wasserstoff-Rikscha vom Wasserstofftechnologie-Team um Dr. Lars Röntzsch vom Dresdner Teil des Fraunhofer Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) Freiburg. Nähere Informationen zu den Parametern von „Hydrogenia” wollen die Forscher noch bekannt geben. Heiko Weckbrodt

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Brennstoffzelle als Minikraftwerk fürs Auto. Abb.: Dailmer

Dresden, 9.8.2012: Ein Verbund aus Fraunhofer- und Max-Planck-Forschern sowie Industriefirmen will deutlich billigere und leichtere Brennstofzellen entwickeln, die als Antriebe für Automobile geeignet sind. Für das Projekt “miniBIP” wollen Bund und Projektpartner insgesamt 5,15 Millionen Euro investieren, teilte das “Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik” (IWS) Dresden mit.

Im Kern geht es darum, Brennstoffzellen-Autos als Alternative zu traditionellen Automobilen zu etablieren – und auch zum reinen batteriegespeisten Elektroauto, das oft nur auf Reichweiten bis etwa 180 Kilometer kommt, während Brennstoffzellenautos durchaus auf 400 Kilometer bringen. Zudem könnten solche Autos ihren Wasserstoff als Energieträger auch ähnlich schnell tanken wie heutige Benziner.

Brennstoffzellen-Strang in einer B-Klasse. Abb.: Daimler

Allerdings sind Brennstoffzellen immer noch recht teuer und schwer. Ein grund dafür sind die eingesetzten Bipolarplatten aus Graphit, die Wasserstoff und Sauerstoff zuführen und Strom, Wasser plus Abwärme abführen. IWS, Daimler, Thyssen-Krupp und weitere Partner wollen nun spezialbeschichtete Edelstahl-Bipolarplatten entwickeln, die eben billigere, kleinere und leichtere Brennstoffzellen ermöglichen sollen. Dabei werden mehrere Wege ausprobiert, das erfolgversprechendste Konzept soll dann in einen 50-zelligen Prototypen münden, der als Fahrzeugantrieb einbaubar ist. hw

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Durch Nanostrukturen, die TU- und Fraunhofer-Forscher zusammen im Energiezentrum entwickelt haben, wurden effizientere organische Solarzellen möglich. Abb.: Fraunhofer IWS

Über zehn Millionen Euro: Drittmittel übersteigen Subventionen

Dresden, 6. September 2012: Die institutionelle Kooperation von Uni-Forschern und außeruniversitären Wissenschaftlern hat sich im “Dresdner Innovationszentrum Energieeffizienz” (DIZE-Eff) als Erfolgsmodell erwiesen. Das hat Dr. Stefan Schädlich vom federführenden „Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik“ (IWS) Dresden eingeschätzt. Innerhalb von drei Jahren habe das Zentrum über zehn Millionen Euro an Drittmittel aus der Industrie und von anderen Partnern eingeworben, und damit mehr als staatliche Subventionen geflossen seien. Auch für die Nachwuchsgewinnung und die akademische Lehrtätigkeit habe sich das Modell bewährt.

Nanostrukturen für organische Solarzellen

Die TU Dresden und die Fraunhofer-Gesellschaft (FHG) hatten das „DIZE-Eff“ im Jahr 2009 als Teil des Netzwerkes „Dresden concept“ gegründet, um die Forschungspotenziale universitärer und außeruniversitärer Institute in der sächsischen Landeshauptstadt zu bündeln. Das am Fraunhofer-Campus in Dresden-Gruna ansässige Energie-Zentrum konzentrierte sich unter anderem auf die Entwicklung von Hochleistungs-Solarzellen, Leichtbau, organische Leuchtdioden und Brennstoffzellen. Unter anderem war das DIZE-Eff an der Nanostrukturierung organischer Solarzellen beteiligt, mit denen Firmen wie Heliatek in die Riege weltweiter Technologieführer aufrückten.

Zur Anschubfinanzierung hatte Fraunhofer sechs Millionen Euro beigesteuert, weitere vier Millionen kamen vom Freistaat und vom „Europäischen Fonds für regionale Entwicklung“ (EFRE).

Partner wollen Kooperation ausbauen

Da diese Förderung nun ausläuft, wollen sich die Forscher um weitere zehn Millionen Euro von FHG und Land für eine weitere, vierjährige Projektphase ab 2013 bemühen. Neben den bisher verfolgten Schwerpunkten sollen dann unter anderem auch neuartige Energiespeichersysteme in den Fokus rücken, kündigte Schädlich an.

Abgesehen vom naheliegenden Anwendungsfall „Elektroauto“ sind solche Speicher zum Beispiel notwendig, um zum Beispiel die Stromspitzen („Peaks“) in den Energienetzen abzufangen. Diese Peaks belasten vor allem die ostdeutschen Stromnetze zunehmend bis an die Kapazitätsgrenzen, da immer mehr Windparks und Solaranlagen in Betrieb gehen, die nur zu bestimmte Zeiten Strom liefern.

Als Speicher für dezentrale, kleinere Energiesysteme werden unter anderem Lithium-Ionen- und Polymer-Akkus, aber auch die besonders schnellen Superkondensatoren wie in der Dresdner Autotram favorisiert. Klassische Großspeicher für Kraftwerke sind zum Beispiel Pumpspeicherwerke wie das in Dresden-Niederwartha – das aber seit Jahren auf Reparatur und Modernisierung wartet. Angesichts des Trends hin zur dezentralen Stromerzeugung besteht inzwischen aber auch großes Interesse an der Entwicklung von Energiespeichern mit mittleren Kapazitäten und moderaten Kapitalkosten. Heiko Weckbrodt

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Modell einer vom IKTS Dresden konzipierten tragbaren Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Abb.: Fraunhofer IKTS

Hermsdorf/Dresden, 6. Dezember 2012: Die Fraunhofergesellschaft hat mit dem Bau eines vier Millionen Euro teuren Technikums für neuartige Batterie -Systeme im thüringischen Hermsdorf begonnen. Dort will das „Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme“ (IKTS) aus Dresden keramische Hochtemperatur-Batterien und Lithium-Ionen-Akkus testen und gemeinsam mit der Uni Jena und Industriepartnern in die Produktionsreife überführen. Das Batterie-Technikum soll Mitte 2014 den Betrieb aufnehmen.

Millionenförderung vom Land

Damit hat Dresden, wo diese Technologien ursprünglich entwickelt wurden, beim Schritt zur Produktion dieser Systeme den Kürzeren gezogen: Thüringens Wirtschaftsminister Matthias Machnig (SPD) will die Hälfte der Investition aus Landesmitteln zuschießen und übergab den Fraunhofer-Forschern am 5. Dezember einen entsprechenden Förderbescheid. „Unser Ziel ist die Schaffung eines bundesweit bedeutsamen Zentrums der Energie- und Umwelttechnik“, betonte er.

Erdgas-Netz als Energiespeicher: Brennstoffzellen-Technikum in Aussicht gestellt

Das Batterietechnikum soll perspektivisch zu einem knapp 8000 Quadratmeter großen „Green-Tech-Campus“ erweitert werden. Unter anderem stellte Fraunhofer ein späteres Brennstoffzellen-Technikum mit einem Investitionsvolumen von rund 4,4 Millionen Euro –komplett finanziert aus Landesmitteln – in Aussicht, in dem großem, stationäre Brennstoffzellen-Systeme in Aussicht. Dort wollen die Forscher Brennstoffzellen entwickeln, die aus Erdgas Strom oder wahlweise Wasserstoff erzeugen – „eine zentrale Voraussetzung zur Nutzung des Erdgasnetzes als effektiven Großspeicher“, wie es hieß.

Zudem erwägt auch der IKTS-Partner „Fuel Cell Energy Solutions GmbH“ (FCES) auf dem „Green-Tech-Campus“ eine größere Ansiedlung zur Produktion von Brennstoffzellen-Kraftwerken. Heiko Weckbrodt

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Durch ein leichtes Wippen kann der Sitzende mit dem Supraleit-Stuhl vorwärtsschweben. Foto: Festo

Über 50 Firmen und Institute aus Dresden zeigen Hightech aus Sachsen

Dresden/Hannover, 11. April 2013: Schwebende Supraleit-Stühle, fliegende Augen, intelligente Motoren und gedruckte Generatoren, die bisher verpuffte Abwärme in Strom verwandeln – der Hightech-Standort Dresden ist derzeit mit über 50 Ausstellern und rund 250 Produkten auf der „Hannover-Messe“ (8.-12. April 2013) , der weltweit bedeutendsten Industriemesse, vertreten. Und die Nachfrage der Fachbesucher ist groß. „Es geht hier Schlag auf Schlag mit den Kundengesprächen“, sagt beispielsweise Sachsenwerk-Sprecherin Sabine Michel.

Supraleitmagneten halten Sessel in der Schwebe

Er scheint den Gesetzen der Schwerkraft zu trotzen und sieht ziemlich futuristisch aus: Die Dresdner Firma Evico – eine Ausgründung des Dresdner Leibniz-Instituts IFW – und deren Esslinger Automatisierungspartner Festo bitten Besucher der Hannovermesse nicht etwa, auf einem schnöden Holzstuhl Platz zu nehmen, sondern auf einem schwebenden Sessel namens „SupraLinearMotion“. Supraleitmagneten aus Dresden, die mit flüssigem Stickstoff auf ihre „Wohlfühltemperatur“ um die minus 196 Grad Celsius heruntergekühlt werden, heben das Hightech-Ruhemöbel anderthalb Zentimeter über dem Boden. Ein kleines Wippen genügt und der Sitzende schwebt samt Sessel vorwärts…. „Die Resonanz ist super“, berichtet Festo-Sprecherin Simone Schmid.

Festo-Video: So funktioniert die Supraleittechnik:

Zu kaufen gibt es den Supraleit-Schwebesessel zwar in keinem Möbelmarkt – und es ist wohl auch eher unwahrscheinlich, dass sich jemand solch ein teures Hightech-Kissen jemals ins Wohnzimmer stellt. „SupraLinearMotion“ ist vielmehr als spektakuläre Demonstration gedacht, wie schwebende Straßenbahnen in naher Zukunft funktionieren, wie in Reiraum-Fabriken Reibungsverluste beim Transport vermieden werden können oder Forschungslabore mit gefährlichen Substanzen ohne mechanischen Kontakt zur Außenwelt gesteuert werden können.

Gedruckte Generatoren saugen Strom aus Abwärme

Die auf Polymerbahnen gedruckten Generatoren (braun) können sich jedem Bauteil anpassen und machen aus Abwärme Strom. Foto: Fraunhofer IWS

Äußerlich eher winzig wirkt dagegen eine Erfindung von Dresdner Fraunhofer-Forschern, die freilich große Wirkung auf unser aller Energiebilanz haben könnte: Wissenschaftler des Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) zeigen auf der Messe gedruckte Miniatur-Generatoren, mit denen sie Kraftwerkskühltürme und vielleicht sogar Hausschornsteine beschichten wollen, damit diese Abwärme nicht einfach nutzlos in die Luft blasen, sondern daraus Strom erzeugen. Die biegsamen Polymer-Bahnen nutzen die Temperaturunterschiede zwischen „draußen“ und „drinnen“, um Elektronen – und damit Strom – in Fluss zu bringen.

Mikro-Brennstoffzellen sorgen für iPhone-Saft

Sieht wie eine Thermoskanne aus, darin steckt aber Brennstoffzellentechnik, die ein iPhone 100 Stunden lang am Leben hält. Foto: eZelleron

Auf die „Generation iPhone“ hat sich die Dresdner Firma „eZelleron“ eingeschossen. Sie hat Mikro-Brennstoffzellen und .Gasbatterien entwickelt, die Computertelefone und Tablettcomputer auch im Camping-Urlaub weit jenseits der Internet-Zivilisation mit „Saft“ versorgen. „Allein die Gasmenge eines Feuerzeugs sichert Ihnen bis zu 100 Stunden Audiowiedergabe Ihres iPhones“, verspricht das Unternehmen.

Drohnen – mal ganz unkriegerisch

Andere Dresdner Firmen stellen beispielsweise Motoren vor, die ihre Kenndaten berührungslos an Computer melden (Sachsenwerk), oder auch internetgestützte Ersatzteilportale, mit denen die Nutzer aus der Ferne per Tablet-Miniprogramm (App) seine Bestellungen zusammenstellen kann (T-Systems Dresden). Mikromat zeigt neue Präzisionsfräsen – und konnte auch gleich einen Vertrag mit einem niederländischen Unternehmen abschließen. Die TU ist unter anderem mit Leichtbautechnologien für Elektrofahrzeuge vertreten.

Ein CamCopter – sieht wie eine Drohne aus, inspiziert aber Windkraftanlagen mit Infrarotkameras. Foto: Hexapilots-Blog

Ein Hingucker sind nicht zuletzt auch die „CamCopter“ der Dresdner „Hexapilots“, die an eine Miniaturausgabe des „Fliegenden Auges“ aus dem gleichnamigen Film erinnern: Kleine Hubschrauber mit acht Rotoren und Videokameras an Bord, die eingesetzt werden, um Windparks aus luftiger Höhe zu inspizieren.

Sachsen zufrrieden mit Messe-Erfolg

Insgesamt sind diesmal aus ganz Sachsen rund 160 Aussteller mit 667 Produkten auf der Hannovermesse vertreten. “Wir können sehr zufrieden sein”, schätzt Uwe Lienig von der Wirtschaftsförderung Sachsen ein, der in Hannover einen der Gemeinschaftsstände betreut. Es habe sich auch ausgezahlt, dass der Freistaat diesmal einen neuen Technologie-Gemeinschaftsstand etabliert habe. Ein Schwerpunktthema sei diesmal innovative Energietechnik aus Sachsen. “Und eines merkt man auch deutlich: Die Bedeutung der Hannovermesse wächst wieder”, sagt er. Heiko Weckbrodt

Galerie:

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Foto: TUD

Dresden/Villigen, 8. August 2013: Ein deutsch-schweizerisches Forscherteam hat aus metallischen Aerogel-Schwämmen eine Elektrode konstruiert, mit denen serientaugliche Brennstoffzellen-getriebene Elektroautos näher rücken könnten: Die Wissenschaftler der TU Dresden und des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) Villigen ersetzten die bisher üblichen Kohlenstoff-Platin-Eletroden in Polymer-Brennstoffzellen durch ein 3D-Nanogeflecht aus Platin und Palladium, das den Edelmetall-Verbrauch um 80 Prozent senkt. Zudem ist dieses „Aerogel“ auch stabiler als herkömmliche Lösungen, teilte die Technische Universität Dresden mit.

Diese Lösung soll dafür sorgen, dass solche umweltfreundlichen Energiewandler, die im Idealfall nur Wasser statt Abgase abgeben, künftig billiger herstellbar sind. Zudem seien sie auch dem üblichen Start-Stopp-Stadtverkehr eines entsprechend angetriebenen Fahrzeugs besser gewachsen als Kohlenstoffträger, die sich dabei leicht zersetzen, erklärten die Forscher. Heiko Weckbrodt

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Wer seinen Ökostrom in Brennstoffzellen speichert, bekommt nun in Sachsen Zuschüsse vom Staat. Abb.: Fraunhofer IKTS

Dresden, 1. Oktober 2013: Wer seinen Ökostrom selbst behält, statt ihn ins Netz zu speisen, wird in Sachsen belohnt: Das sächsische Wirtschaftsministerium hat insgesamt drei Millionen Euro für 2014 und 2015 für all jene reserviert, die in Stromspeicher investieren – mittels Batterien, Brennstoffzellen oder über andere Technologien.

Das inoffizielle Motto dieses Förderprogramms lautet anscheinend: „Bleibt uns vom Halse mit eurem Ökostrom!“ Wer beispielsweise 40 Prozent der elektrischen aus seiner Solaranlage selbst speichert und nur den Rest ins öffentliche Stromnetz einspeist, bekommt vom Land die Hälfte der Anschaffungskosten für seinen Energiespeicher zugeschossen, wer alles selbst verbraucht oder speichert, kann gar auf 75 Prozent vom Staat hoffen.

Ministerium will E-Preisanstieg dämpfen

Das FDP-geführte Wirtschaftsministerium hofft, so den Energiepreis-Anstieg über die EEG-Umlage zu bremsen, außerdem die Netze von den typischen Stromspitzen von Solar- und Windkraftanlagen zu verschonen. Die Förderung wird über die Sächsische Aufbaubank abgewickelt. Heiko Weckbrodt

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Hat nicht mehr viel mit einem handlichen Notebook-Akku zu tun: Blick aus dem Younicos-Leitstand auf eine Halle mit Natrium-Schwefel-Batterien. Abb.: Younicos

Dresden, 5. Februar 2014: Der rasante Ausbau der Ökoenergie-Erzeugung stellt die deutschen Stromnetze vor enorme Herausforderungen: Windkraftparks zum Beispiel stehen vor allem im Norden, die großen industriellen Stromverbraucher eher im Süden des Landes. Auch erzeugen Solarparks inzwischen bei Sonnenschein mehr Strom, als die Netze verkraften können. Solange letztere nicht ausgebaut werden, sind Zwischenspeicher gefragt. Und nicht zuletzt müssen auch für Elektroautos deutlich bessere Akkus her, da die meisten Modelle nur auf etwa 160 Kilometer Reichweite kommen – und eAutos damit de facto auf den Einsatz als Stadtmobile begrenzen. Hier nun im Kurzprofil ein paar Lösungsansätze, die an Dresdner Instituten und Firmen verfolgt werden:

Akku-Großspeicher:

Schaubild eines Lithium-Schwefel-Akkus. Abb.: Fraunhofer IWS Dresden

Um große Mengen elektrischer Energie zwischenzuspeichern, gelten Pumpspeicherwerke als bewährteste Methode. Der Neubau solcher Pumpspeicher stößt jedoch auf enorme Vorbehalte der Anwohner, wie erst jüngst die Proteste gegen ein solches Projekt im Harz gezeigt haben. Lithium-Ionen-Akkus sind da kaum eine Alternative, da sie sehr heiß werden, je größer sie gebaut werden.

Zumindest mittlere Energiemengen könnten aber auch in neuartigen schwefel- und natriumbasierten Akkus gespeichert werden. „Die Lithium-Schwefel-Technologie entwickelt sich seit drei, vier Jahren immer mehr zum Renner“, schätzte Dr. Ralf Jäckel ein, der Sprecher des Dresdner Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS). „Mit relativ einfachen chemischen Methoden lassen sich gute Effekte erzielen.“

Insbesondere für größere stationäre Speicher, die Netz-Stromspitzen abfedern, kommen auch Natrium-Schwefel-Batterien in Frage, an denen beispielsweise die Hermsdorfer Tochter des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) arbeitet. Solche Akkus werden zwar teilweise schon von ostasiatischen Unternehmen angeboten. Der große Marktdurchbruch blieb bisher jedoch aus – vor allem, weil diese Akkus noch Betriebstemperaturen um die 300 Grad haben. Die Sachsen arbeiten daher u. a. daran, diese Technik bis auf Zimmertemperatur zu drücken.

Skizze des Dresdyn mit Flüssigmetallkern. Abb.: HZDR

Noch Zukunftsmusik sind Flüssigmetall-Akkus, die noch effektivere Energiespeicher abgeben könnten. Dort rechnen Forscher allerdings mit gefährlichen spontanen Magnetwirbeln, die die Systeme auseinanderreißen könnten. Ein Thema der im Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf geplanten Großforschungsanlage „Dresdyn“ (eine Art mehrfach drehende Flüssigmetallkugel) ist daher auch die Erkundung dieser Batterie-Effekte.

Akkus für Elektroautos:

Ein Pfad, den IWS und IKTS in Dresden verfolgen, ist eine Verbesserung der bekannten Lithium-Ionen-Akkus. Dort sind Konzerne aus Fernost führend, haben aber zu spüren bekommen, dass sich Laptop-Batterien nicht so einfach unbegrenzt vergrößern lassen, berichtet Dr. Christian Wunderlich vom IKTS.

Ein Fraunhofer-Mitarbeiter besichtet im Rolle-zu-Rolle-Verfahren Elektroden für Lithium-Schwefel-Akkus. Foto: Jürgen Jeibmann/ Fraunhofer IWS

Einerseits werden dann die Hitze-Probleme immer schwerer kontrollierbar, wie die Zwischenfälle in neueren Airbussen und Tesla-Elektroautos gezeigt haben. Andererseits nimmt auch die Ausbeute an erstklassischen Akku-Zellen ab, wenn man klassische Produktionsmethoden nur rein quantitativ ausweitet.

Die Dresdner Institute arbeiten daher an neuen Elektroden, aber auch an besseren Fertigungsmethoden für große Li-Io-Speicher – beispielsweise durch den Einsatz von Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die Rollenbeschichtung von Elektroden und durch hochpräzisen Laser-Zuschnitt. In Hohenstein-Ernstthal und Pleißa baut das IKTS zusammen mit Thyssen-Krupp daher Versuchslinien für eine effektivere Akku-Produktion mit einem strengeren Qualitätsmanagement auf.

Im Übrigen gelten die genannten Schwefel-Akkus auch für den Automobileinsatz als interessante Alternative: Durch ihre höhere Energiedichte könnten sie die Reichweite von Elektroautos verfünffachen.

Superkondensatoren:

Um die Bremsenergie größeren Fahrzeugen wie Elektro- oder Hybrid-Bussen zurückzugewinnen, werden heute meist Akkus verwendet. Die jedoch laden zu langsam, um den schlagartigen Energiefluss bei einer Bremsung voll aufzunehmen. Daher erproben Fraunhofer-Institut wie das Dresdner IVI sogenannte „Supercaps“ (Superkondensatoren), die Stromflüsse enorm schnell aufnehmen und dann später dosiert an die Akkus weiterrechen können (u.a. Projekt „Autotram“).

Brennstoffzellen:

Sieht wie eine Thermoskanne aus, darin steckt aber Brennstoffzellentechnik, die ein iPhone 100 Stunden lang am Leben hält. Foto: eZelleron

Neben den klassischen Brennstoffzellen rücken immer mehr die Hochtemperatur-Brennstoffzellen („SOFC“) in den Forschungsfokus: Diese können Energieträger ohne Zwischenschritte verbrennen und gelten als effektiver. Allerdings arbeiten sie bei 650 bis 1000 Grad und setzen daher den Akku-Bauelementen enorm zu. Die Dresdner Fraunhofer-Ingenieure setzen dafür insbesondere auf Keramikbauteile und haben inzwischen auch erste mobile Einheiten entwickelt, die nun auf Feldtests warten.

Die Dresdner Firma eZelleron GmbH setzt auf die SOFC-Technik sogar im ultraportablen Bereich: Sie hat Mini-Brennstoffzellen in der Größe einer Thermoskanne entwickelt, mit denen man zum Beispiel Handys aufladen kann. Benötigt werden dafür Wasserstoff-Kartuschen, die man ähnlich wie eine Feuerzeug-Füllung einsetzt. Autor: Heiko Weckbrodt

Zum Weiterlesen:

Dresden soll Energiespeicher-Stadt werden

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In der Pilotanlage im Fraunhofer-Batteriezentrum werden neuartige Akkus auf Lithium- und Schwefel-Basis probeproduziert. Foto: Heiko Weckbrodt

Stadt möchte durch Pilotanlagen Energiespeicher-Investitionen fördern

Dresden, 6. Februar 2014: Um Dresden zu einem Energiespeicher-Produzenten von europäischen Rang zu machen, versucht die städtische Wirtschaftsförderung nun, gezielt Batterie-Hersteller und andere Industrieunternehmen für eine Ansiedlung anzuwerben. Das hat Heike Lutoschka namens der Behörde in Auswertung einer Energiespeicher-Studie angekündigt. Darüber hinaus hoffen Dresdner Energiespeicher-Forscher noch auf einen ganz dicken Fisch, der Hunderte, vielleicht sogar Tausende Jobs in der Stadt schaffen könnte: Eine milliardenschwere Akku-Fabrik von Samsung.

Energiewende dürfte Akku-Hersteller anlocken

Christian Wunderlich. Foto: Fraunhofer-IKTS

„Wenn Elektroautos in Deutschland erst mal richtig in Serie gehen, wird auch die Akku-Nachfrage deutlich steigen“, argumentiert Dr. Christian Wunderlich vom Dresdner Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS). Ein Transport solch großer Mengen von Energiespeichern aus den großen Samsung-Werken in Asien werde aber kaum möglich sein, da die Akkus nicht nur schwer sind, sondern der Transport im aufgeladenen Zustand auch zu gefährlich und teuer wäre. „Es wird dann definitiv eine Produktionsstätte in Europa geben“, ist der Forscher überzeugt. „Die Frage ist nur, wo genau Samsung investiert – das wäre ein lohnenswerter Kampf für Dresden.“

Lücken in der Wertschöpfungskette

Völlig abwegig ist dieser Gedanke nicht: Einerseits ist die sächsische Landeshauptstadt ohnehin in den Fokus der Asiaten gerückt, seitdem Samsung die Dresdner Technologiefirma „Novaled“ übernommen hat. Zum anderen hat die besagte Studie auch gezeigt: In der Forschung und Entwicklung von neuartigen Akkus, Brennstoffzellen, Superkondensatoren und anderen Energiespeichern mischt der Raum Dresden bereits heute in der obersten Liga mit. Nur mit der industriellen Verwertung vor Ort hapert es eben noch.

Video: Fraunhofer-Forschungszentrum für Energietechnik in Dresden (hw):

Das sehen auch Wirtschaftsvertreter so: „Als wir unsere Firma vor 20 Jahren gegründet haben, drangen unsere Techniker gleich auf den Standort Dresden, weil es hier so eine gute Forschung gibt“, erzählte Christian von Olshausen, der Technikchef des Brennstoffzellen-Unternehmens „Sunfire GmbH“. „Das kam zwar zunächst anders – aber inzwischen sitzen wir tatsächlich in Dresden.“ Und hier – in Steinwurfweite zum alten Gasometer Reick – entsteht auch ein ambitioniertes Pilotprojekt, das weitere Investoren anlocken soll.

Pilotanlage in Reick macht aus Strom Sprit

„Sunfire“ hat nämlich das Brennstoffzellen-Prinzip „Mach aus Brennstoff Strom“ umgedreht und will damit eine mittlere „Revolution“ in der Wasserstoffindustrie auslösen: An der Gasanstaltstraße entsteht derzeit eine innovative Anlage, die wie in der klassischen Elektrolyse durch Elektrizität Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, aber statt kaltes Wasser heißen Wasserdampf verwendet. Durch den Einsatz dieser Hochtemperaturtechnik werde der Stromverbrauch bei diesem Prozess gegenüber herkömmlichen Verfahren um ein Fünftel gesenkt, sagte von Olshausen. Dadurch wandele die Anlage 70 Prozent der eingesetzten elektrischen Energie letztlich in Brennwert um – in Kraftstoffe wie Benzin, Diesel und andere Öl-Ersatzstoffe. Dies sei ein neuer Spitzenwert. Die Pilotanlage soll im zweiten Halbjahr 2014 in Betrieb gehen und dann ein Barrel (159 Liter) Benzin & Co. pro Tag erzeugen – und die Machbarkeit ganzer Großfabriken nach diesem Prinzip beweisen.

Stadtentwässerung macht mit Brennstoffzellen aus Sch… Strom

Die bei Fraunhofer entwickelten Eneramic-Brennstoffzellen mit Keramik-Kern sollen demnächst die Basis für eine Firmen-Ausgründung aus dem IKTS werden. Foto: Heiko Weckbrodt

Die Strom-Sprit-Anlage ist Teil einer weiteren Strategie, mit der die städtische Wirtschaftsförderung die in der Studie aufgezeigten Lücken in der Dresdner Wertschöpfungskette schließen will: Pilotanlagen sollen einen Initialmarkt in Ostsachsen schaffen, der dann weitere Investoren anzieht. So ist bereits eine erste IKTS-Brennstoffzelle bei den neuen Faultürmen der Stadtentwässerung im Testbetrieb. Ein in Dresden angesiedeltes US-Unternehmen steht nun „Gewehr bei Fuß“, der Stadttochter eine noch größere Anlage hinzusetzen, die letztlich aus dem Bioabfall der Specki-Tonnen und den Ausscheidungen der Dresdner Strom erzeugen soll: Zur Debatte steht die Leistungsklasse zwischen 800 Kilowatt und drei Megawatt. Auch ein Pilotprojekt für die Stromversorgung von Ampeln durch IKTS-Brennstoffzellen der Marke „Eneramic“ wird derzeit geprüft.

Um solche und weitere Projekte zu fördern, will die Stadt zudem in diesem Jahr dem regionalen Netzwerk „Energy Saxony“ beitreten und Fördermittel aus dem Bundesforschungsprogramm „Horizont 2020“ für weitere Pilotobjekte akquirieren. Autor: Heiko Weckbrodt

Zum Weiterlesen:

Energiespeicher-Studie bescheinigt Dresden Potenzial

Energiespeicher-Forschung in Ostsachsen im Kurzprofil

Der Beitrag Dresden hofft auf Akku-Fabrik von Samsung erschien zuerst auf Oiger.

Neuartige Akkus und Brennstoffzellen sollen der Energiewende auf die Sprünge helfen. Foto: Fraunhofer

Neuer Branchenverband nach Vorbild von Chip-Verbund „Silicon Saxony“

Dresden, 5. Juli 2014: Die sächsischen Energietechnik-Unternehmen und -Institute wollen Mitte Juli einen Branchenverband initiieren, um ihre Kräfte zu bündeln und gemeinsame Projekte zu stemmen, die die eher kleinen Partner in der Branche allein nicht realisieren könnten. Der in Dresden ansässige Verband „Energy Saxony“ lehnt sich dabei an das Grundkonzept des namensähnlichen Hightech-Verbandes „Silicon Saxony“ an, in dem sich vor allem Sachsens Halbleiter-, Solar- und Softwareschmieden zusammen getan hatten.

Energietech-Beispiele im Verbund schaffen

Logo: Energy Saxony

„Die Realisierung innovativer Lösungen für nachhaltige Energietechnologien und deren Überführung in neue Produkte und Dienstleistungen sind die Triebkräfte für die Bündelung von unternehmerischem und wissenschaftlichem Know-how im Cluster Energy Saxony“, heißt es zu den Anliegen der Verbandes. Bereits vor dem offiziellen Auftakt haben sich bisher 20 Mitglieder gefunden, darunter mehrere Fraunhofer-Institute, die Bergakademie Freiberg und die Brennstoffzellen-Unternehmen Sunfire, EBZ und eZelleron.

Studie: Dresden schöpft Potenzial nicht aus

Hintergrund: Eine Studie, die die Landeshauptstadt kürzlich in Auftrag gegeben hatte, bescheinigte Dresden zwar ein nationale und teilweise auch international hohes Niveau in der Grundlagen- und angewandten Forschung an Brennstoffzellen, neuen Akkus und verwandten Technologien bescheinigt, aber eine deutliche Lücke in der industriellen Verwertung attestiert.

Brennstoffzellen, neue Akkus und Ressourcen im Fokus

Modell einer vom IKTS Dresden konzipierten tragbaren Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Abb.: Fraunhofer IKTS

Andererseits haben sich mehrere Forschungseinrichtungen, darunter die Freiberger Außenstelle des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf und die Bergakadamie Freiberg, in jüngster Zeit auf die Wiedergewinnung und effiziente Nutzung von Rohstoffen und anderen Ressourcen spezialisiert. Daher soll es auch zunächst vier Arbeitskreise in dem neuen Verband geben: Brennstoffzellen, Batterien, Power2Gas (Energiespeicherung durch Erzeugung gasförmiger Energieträger wie reinem Wasserstoff) und „Ressourcen und Recycling“. Autor: Heiko Weckbrodt

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Die neue Hochtemperatur-Brennstoffzelle (im grauen Kasten) am Großen Garten in Dresden. Foto: Fraunhofer IKTS

Pilotprojekt in Dresden: Neue Technik soll Batteriewechsel an mobilen Leitsystemen überflüssig machen

Dresden, 26. Januar 2015: Neue Hochtemperatur-Brennstoffzellen treiben jetzt testweise in Dresden LED-Verkehrsanzeigen an: Die am Dresdner Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) entwickelte „Eneramic“-Zelle wird mit Flüssiggas betrieben, liefert etwa 100 Watt elektrische Leistung und soll künftig aufwendige Batterie-Wechsel an mobilen Verkehrsleitsystemen überflüssig machen.

Prototyp steht am Großen Garten

Der Prototyp steckt in einem etwa hüfthohen Kasten, den aufmerksame Autofahrer am Ende der Winterbergstraße beim Großen Garten entdecken können. Die „B.A.S. Verkehrstechnik AG“ und das Straßentiefbauamt wollen die Zelle dort einem zunächst sechsmonatigem Feldtest unterziehen.

Weniger Gefahr für Autobahnarbeiter

„Das Betreiben von LED-Tafeln in netzfernen Gegenden, beispielsweise an Autobahnen, wird durch eneramic deutlich vereinfacht“, ist der Dresdner „B.A.S“- Niederlassungsleiter Werner Großmann überzeugt. „Derzeit müssen die Akkus bis zu zweimal pro Woche gewechselt werden. Das mit handelsüblichem Propangas versorgte Brennstoffzellensystem liefert Energie für bis zu drei Wochen. Der niedrigere Wechselaufwand bedeutet eine deutliche Senkung des Gefährdungspotenzials bei Arbeiten unmittelbar an der Autobahn.“

Dresden profiliert sich als Energiespeicher-Hochburg

Modell einer vom IKTS Dresden konzipierten tragbaren Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Abb.: Fraunhofer IKTS

Das Fraunhofer-IKTS entwickelt bereits seit geraumer Zeit Hochtemperatur-Brennstoffzellen (“SOFC”), die deutlich effizienter als die heute noch üblichen Niedrigtemperatur-Zellen arbeiten sollen. Die „eneramic“-Ausgründung ist Teil einer Strategie, die sächsische Landeshauptstadt zu einem führenden Standort für innovative Energiespeicher-Technologien zu entwickeln. Als Dreh- und Angelpunkt gilt dabei die bisher noch schwache wirtschaftliche Verwertung der Dresdner Forschungsergebnisse. Daher sollen nun zahlreiche Pilotanlagen und Feldtest die Marktreife dieser neuen Technologien unter Beweise stellen. Dazu gehört beispielsweise auch die Pilotanlage der benachbarten Firma „Sunfire“, die in ihrer neuen und vielbeachteten Pilotanlage beim Gasometer Reick Kraftstoffe durch den Einsatz von Luft, Wasser und erneuerbaren Energien synthetisiert. Autor: Heiko Weckbrodt

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FuelCell-Mitarbeiter bereiten den weltweit längsten Brennstoffzellen-Stack vor. Foto: FuelCells

4,50 Meter hohes Mini-Kraftwerk könnte kleines Dorf mit Strom versorgen

Essen/Dresden, 9. Februar 2015: Das Dresdner Unternehmen „FuelCell Energy Solutions“ will auf der Energiemesse „E-world energy & water“ in Essen (10.-12- Februar 2015) ab morgen den laut eigenen Angaben weltweit längsten Brennstoffzellen-Stapel vorstellen. Der Stack besteht aus 500 Zellen, ist insgesamt 4,50 Meter hoch und erzeugt bis zu 400 Kilowatt elektrische Leistung – genug, um ein Dorf mit 900 Haushalten zu versorgen. Das teilte der sächsische Energietech-Verband „Energy Saxony“ mit.

Energiekerne wandeln Ökostrom in Sprit und umgekehrt

Insgesamt ist Dresden mit zwölf Unternehmen und Institutionen auf der „E-world“ vertreten. So präsentiert beispielsweise „Sunfire“ seine brennstoffzellen-nbasierte Energiekerne, die Strom in flüssigen Brennstoff oder Gas wandeln und diesen Prozess auch umzukehren verstehen. Die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH stellt das „Zwanzig20“-Projekt „Hydrogen Power and Storage East Germany“ (HYPOS) vor. Das zielt darauf, Stromspitzen aus Wind- und Solarkraftwerken zur Elektrolyse von Wasserstoff an Gas-Pipelines zu nutzen. Robotron ist in Essen mit seinen Datenbank-Programmen für ein effizientes Energie-Management vertreten.

Sunfire-Piloanlage zur Wandlung von Ökostrom in Diesel in Dresden. Foto: hw

Verband will Schlagkraft sächsischer Energie-Tech-Firmen erhöhen

Der Branchenverband „Energy Saxony“ hatte sich im Juli 2014 nach dem Vorbild des sächsischen Hightech-Vereins „Silicon Saxony“ gegründet, um die Energietechnik-Forschung und -Wirtschaft im Freistaat zu vernetzen und zu mehr Schlagkraft zu führen. Als ein wichtiger Kern gelten insbesondere die Fraunhofer-Forschungen an neuartigen Batterien, Brennstoffzellen und anderen Energiespeichern in Dresden sowie die Akkuwerke von Daimler in Kamenz. Derzeit hat der Verband 35 Mitglieds-Firmen und -Institutionen. Autor: Heiko Weckbrodt

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Damiler macht Li-tech dicht

Sunfire macht aus Ökostrom Sprit

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Die Pilotanlage von Sunfire in Dresden-Reick hat mit der Dieselproduktion aus Luft, Wasser und Ökostrom begonnen. Foto: Sunfire/ Cleantech Media

Die ersten 5 Liter kippte Ministerin Wanka in ihren Audi

Dresden/Berlin, 21. April 2015: Die Brennstoffzellen-Firma „Sunfire“ hat nun tatsächlich mit der Diesel-Produktion aus Luft, Wasser und Ökostrom in ihrer Pilotanlage in Dresden begonnen. Die ersten fünf Liter des synthetischen Kraftstoffs durfte heute Bundes-Forschungsministerin Johanna Wanka (CDU) in Berlin in ihren Dienst-Audi schütten – das hatte ihr Sunfire-Chef Christian von Olshausen im Herbst 2014 versprochen, als die turmhohe Pilotanlage in Dresden-Reick eingeweiht wurde.

Video (Sunfire):

Ministerin lobt Dresdner Ökosprit-Brauer: Technik ebnet Weg zur grünen Wirtschaft

Wanka zeigte sich angetan vom Öko-Sprit aus Sachsen: „Mit Beispielen wie dem synthetischen Kraftstoff von Sunfire verbindet sich Nachhaltigkeit mit technischer Innovation“, betonte die Ministerin. „Wenn es uns gelingt, CO2 breit als Rohstoff einzusetzen, leisten wir einen großen Beitrag zu Klimaschutz, Energiewende und Ressourceneffizienz und ebnen den Weg hin zu einer ,Green Economy’.“

Forschungsministerin Johanna Wanka kippt den ersten synthetischen Öko-Diesel von Sunfire Dresden in ihren Dienst-Audi. Foto: Sunfire/ Cleantech Media

Pilotanlage entstand neben Fraunhofer-Campus Dresden-Gruna

„Sunfire“ war im Jahr 2010 aus den Firmen CRG Kohlenstoffrecycling Freiberg (1995) und Staxera (2005) in Dresden entstanden. Das Unternehmen konzentrierte sich auf neue Energiewandlungs-Technologien, die auf Hochtemperatur-Brennstoffzellen basieren. Inzwischen beschäftigt Sunfire rund 70 Mitarbeiter. Im vergangenen Jahr entstand in Dresden-Reick – in der Nähe des Fraunhofer-Forschungscampus Winterbergstraße – eine Pilotanlage, die Kraftstoffe aus Luft (Kohlendioxid), Wasser und Solar- bzw. Windstrom erzeugt. Durch die hohe Prozesstemperatur, die durch die Keramikkerne möglich wurde, ist die – an für sich schon lange bekannte – Sprit-Synthese laut Unternehmens-Angaben mit einem Rekord-Wirkungsgrad von rund 70 %.

Der erzeugte synthetische Diesel ist allerdings ein Stück teurer als der “normale” Diesel an der Zapfsäule, nämlich etwa 1,50 Euro pro Liter. Aber dafür wird hier kein fossiler Energieträger verbraucht und laut Unternehmens-Angaben verbrennt der synthetische Kraftstoff im Auto effektiver und rußfrei.

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Wandler sollen als Energie-Großspeicher arbeiten

Als nächste Schritte sind eine Umkehrung des Prozesses – also eine Umwandlung von Wasserstoff in Strom – und später eine größere Anlage geplant. Allerdings benötigt Sunfire noch weiteres Kapital für den Transfer in den Industriemaßstab. Interessant wären solche Wandler-Anlagen vor allem als Energie-Großspeicher, um die Lieferspitzen von Solar- und Windkraftwerken in den deutschen Netzen auszugleichen. Autor: Heiko Weckbrodt

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Das ist erst der Anfang: eZelleron-Chef Sascha Kühn zeigt eines der Mini-Kraftwerke auf Brennstoffzellen-Basis, durch das man mit einer Feuerzeuggas-Kartusche ein smartphone 22 Mal aufladen kann. Entwickeln will er nun aber auch 100-Kilowatt-Brennstoffzellen für Autoantriebe. Foto: Heiko Weckbrodt

Nach Mini-Kraftwerken für die Jackentasche will Nanotech-Firma nun in nächste Energie-Liga einsteigen

Dresden, 24. April 2015. Lautlose und abgasfreie Brennstoffzellen statt klassische Verbrennungsmotoren werden in wenigen Jahren deutsche Automobile antreiben, wenn es nach dem Nano-Ingenieur Sascha Kühn geht: Gemeinsam mit einem namhaften deutschen Autohersteller arbeitete er daran, seine Mini-Kraftwerke für die Jackentasche zu Hauptantrieben für Kraftfahrzeuge weiterzuentwickeln, sagte der 41-jährige Chef des Dresdner Brennstoffzellen-Unternehmens „eZelleron“, der bisher vor allem mit innovativen Energiequellen für Smartphones bekannt geworden war.

Erste 100-kW-Prototypen ab 2021 zu erwarten

Gemeinsam mit dem Industriepartner wolle er eine mobile Brennstoffzelle mit hoher Energiedichte konstruieren, die einen Otto- oder Dieselmotor im Auto gut und gerne als Hauptantrieb ersetzen könne, sagte Kühn. „Wir denken da an die Leistungsklasse 100 Kilowatt“, sagte er. „Mit ersten Protoptypen ist um das Jahr 2021 herum zu rechnen.“ Betankt werden soll der Primärantrieb mit Autogas.

Bisher erst ein Konzept: Brennstoffzelle als Minikraftwerk fürs Auto. Abb.: Daimler

Analysten rechnen mit Nischenmarkt

Um welchen Autohersteller es sich bei dem Entwicklungspartner handelt, wollte der Ingenieur und Firmenchef nicht verraten. Laut einer Studie von IDTechEx zeigen unter den deutschen Autobauern derzeit aber nur Daimler und BMW ernsthafte Interesse an der Brennstoffzellen-Technologie. Die US-Analytiker hatten zudem eingeschätzt, dass diese Antriebstechnik wohl auf Dauer nur Nischen-Chancen in der Fahrzeugtechnik haben werde, bis 2030 aber „ein paar Prozent“ Marktanteil erringen könne. Zum Hintergrund: Brennstoffzellen erzeugen aus Sauerstoff und Wasserstoff beziehungsweise Kohlenwasserstoff-Verbindungen Strom, dabei entsteht im besten Falle nur Wasser als Endprodukt.

Derzeit ist die eZelleron-Fabrik in Dresden noch im Manufaktur-Stadium. Hier bereitet Mechatroniker Werner Kind gerade einen Brennstoffzellen-Stapel fürs Löten vor. Foto: Heiko Weckbrodt

Eine Gaskartusche lädt Smartphone 22 Mal auf

Derzeit konzentriert sich eZelleron freilich erst mal darauf, die Serien-Produktion seiner Mini-„Kraftwerke“ anzukurbeln: Das im Jahr 2008 gegründete Unternehmen ist inzwischen vom Fraunhofer-Campus Dresden-Gruna in die ehemalige Wafer-Fabrik der pleite gegangenen Mikroelektronik-Firma „Azzurro“ eingezogen. Derzeit fertigen dort 25 Leute noch im Manufaktur-Modus eine kleine Serie von Miniatur-„Kraftwerken“. Dabei handelt es sich um etwa zigarettenschachtel-große Brennstoffzellen, die mit Camping- oder Feuerzeuggas betankt werden und bis zu 10 Watt elektrische Leistung erzeugen. Mit einer Gaskartusche zum Ladenpreis von 1,50 Euro könne das „Kraftwerk“ ein Smartphone (Computertelefon) etwa 22 Mal aufladen – je nach Modell, betonte Kühn.

Eines der nächsten Produkte von eZelleron sollen Brennstoffzellen im Thermoskannen-Format sein. Foto: Heiko Weckbrodt

eZelleron-Chef sieht große Marktchancen auch in Japan und Indien

„Viele Leute brauchen einfach eine mobile Stromversorgung, die länger und zuverlässiger funktioniert als ein paar Akku-Packs“, ist der eZelleron-Chef überzeugt. Großes Marktpotenzial sieht er nicht nur in Deutschland und den USA, sondern auch in Japan, Indien und anderen asiatischen Staaten, wo die Stromversorgung oft instabil ist (in Japan vor allem, seit der Fukushima-Kernreaktor abgeschaltet wurde), andererseits aber sehr viele Menschen Smartphones benutzen.

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Große Resonanz auf „Kickstarter“

149 Dollar (139 Euro) sollen die Mini-Kraftwerke aus Dresden im internationalen Vertrieb kosten, also etwa zehnmal soviel wie handelsübliche externe Akkus für Smartphones. Dennoch ist dem Erfinder nicht bange: Als eZelleron jüngst auf der Schwarmfinanzierungs-Plattform „Kickstarter“ Geld für die Weiterentwicklung des Konzepts einsammelte, übertraf die Resonanz alle Erwartungen und das noch junge Unternehmen konnte so über 1,5 Millionen Dollar einwerben. „Seitdem fragt uns auch kein potenzieller Investor mehr, wozu das Ganze gut sein soll“, berichtete Kühn.

Die kleinen Keramikstäbe sind mit Nanopulvern behandelt und haben dadurch eine extrem große Reaktionsoberfläche. Sie sorgen für die hohe Energiedichte der Brennstoffzellen. Foto: Heiko Weckbrodt

Serienproduktion startet Ende 2015 in Dresdner Fabrik – knapp 300 neue Jobs winken

Mit diesem Kapital im Rücken, fährt eZelleron in der früheren Spinnerei und Chipfabrik an der Breitscheidstraße nun die Fertigung hoch, Ende Dezember 2015 sollen die ersten „Kraftwerke“ aus der Serienproduktion das neue Werk verlassen. In den nächsten fünf Jahren will Kühn die Belegschaft von derzeit 25 auf dann etwa 300 Mitarbeiter ausbauen. Bereits im Jahr 2016 möchte er auf rund zehn Millionen Euro Umsatz kommen (2014: eine halbe Million Euro).

Brennstoffzellen sollen auch laute Diesel ersetzen

Und neben dem erwähnten Auto-Antrieb tüfteln Kühn und sein Team bereits an den nächsten Produkten: Als nächstes sollen leistungsstärkere Mini-Kraftwerke mit 25 Watt und etwa schuhkarton-große Brennstoffzellen mit etwa 200 Watt Leistung folgen. Letztere sollen nach seinen Vorstellungen als geräuschlose Alternative Diesel-Notstromaggregate ersetzen können und auch als Energiespeicher für Eigenheime mit Solardächern dienen.

„Mobile Welt braucht unsere Technologie“

Letztlich möglich machen sollen all diese Geräte ein paar kleine Stäbchen, deren Basistechnologie Kühn bereits in seiner Zeit an der Uni Saarbrücken entwickelt hatte. Diese auf eine spezielle Weise nanostrukturierten Keramikelemente ermöglichen eine besonders effektive Wandlung der chemischen Energie von Wasserstoff und Sauerstoff in elektrische Energie bei hohen Temperaturen um die 600 Grad Celsius. Die mit diesen Werkstoffen erreichte Energiedichte ist laut Kühn weltweit einzigartig im Brennstoffzellen-Sektor und die kleinen Keramik-Wunder können auch zu immer größeren Stapeln kombiniert werden. Er ist jedenfalls überzeugt vom Potenzial seiner Entwicklung: „Wir leben in einer mobilen Welt und die braucht solche leistungsfähigen Energieerzeuger einfach.“ Autor: Heiko Weckbrodt

Der Beitrag eZelleron Dresden arbeitet an Brennstoffzellen-Antrieb für Automobile erschien zuerst auf Oiger.

Die 35 Meter großen Fauleier der Stadtentwässerung in Dresden-Kaditz verwandeln Fäkalien und Fett in Energie. Künftig soll dort auch Küchenabfall rein und die Anlagen der Energie-Autarkie näher bringen. Foto: Stadtentwässerung Dresden

Stadtentwässerung will bald auch Kantinenabfall verstromen und so energie-autark werden

Dresden, 25. April 2015. Nach Fett und Fäkalien wollen die Ökoenergie-Fans bei der Stadtentwässerung Dresden künftig auch Kantinen-Bioabfälle verstromen und dadurch ihrem Ziel näherrücken, die Kläranlage Dresden-Kaditz vollständig energie-autark zu machen.

Millionen-Investition in Kaditz wird geprüft

Geplant ist, für einen einstelligen Millionenbetrag eine Hygienisierungs-Anlage in Kaditz zu bauen, um die Küchenabfälle dann zu Biogas und letztlich Strom und Wärme weiterverarbeiten zu können. Das kündigte Ralf Strothteicher, der Technikchef der Stadtentwässerung Dresden, im Vorfeld des heutigen „Tages der erneuerbaren Energien“ an. Zwar sei das letzte Wort über diesen Schritt noch nicht gesprochen. „Wir würden uns damit ja auch in einen für uns neuen und umkämpften Markt der Abfall-Entsorgung begeben und prüfen noch die Rentabilität der dazu nötigen Investitionen“, sagte er. „Aber die Tendenz geht in Richtung: Ja.“

Will die Stadtentwässerung gern verstromen: Küchenabfälle. Foto: Heiko Weckbrodt

Kläranlage Kaditz deckt jetzt schon 60 bis 90 % ihres Energiebedarfs selbst

Die Kläranlage Kaditz reinigt derzeit das Abwasser von rund 650.000 Menschen im Großraum Dresden. Durch millionenschwere Investitionen in Biogas-Fauleier, Solaranlagen, Brennstoffzellen und Erdwärme-Schächte deckt der Anlagenpark bereits jetzt – je nach Jahreszeit – 60 bis 90 Prozent des eigenen elektrischen und thermischen Energiebedarfes, teilte Strothteicher mit. „Daher ist unser Ziel, die Energieautarkie, gar nicht mehr so weit weg in der Zukunft“, sagte er.

Die Stadtentwässerung setzt bereits heute verschiedene Technologien ein, um die Kläranlage Kaditz mit erneuerbarer Energie-Erzeugung nach und nach autark zu machen. Schema. Stadtentwässerung Dresden

Bakterien in Rieseneiern machen aus Kacke Biogas

Den mit Abstand größten Beitrag zur Eigenversorgung der Kläranlage Kaditz leisten die sogenannten „Fauleier“: zwei jeweils 35 Meter hohe und ei-förmige Vergärungstürme, die die Stadtentwässerung Ende 2011 in Betrieb genommen hatte. Dort hinein pumpt sie täglich rund 1000 Kubikmeter Schlamm aus dem fäkalienreichen Dresdner Abwasser. Bakterien wandelt dort den Schlamm zur Hälfte in Biogas um, das dann drei Blockheizkraftwerke und eine große Brennstoffzelle antreibt. Die erzeugte Wärme wird genutzt, um die Bakterien bei Laune, nämlich bei einer Wohlfühltemperatur von 39 Grad Celsius zu halten. Der gewonnen Strom fließt in die Eigenversorgung der Anlagen. Unterm Strich deckt die Stadtentwässerung allein mit ihren Rieseneiern rund 70 Prozent des eigenen Wärmebedarfs.

Küchenfett wirkt wie Booster auf Energieproduktion

Neben leckeren menschlichen Ausscheidungen stopfen die Eier-Wärter aber nicht nur Schlamm in die großen Bioreaktoren, sondern auch Fettreste aus Dresdner Gaststätten und Hotels. Und als sich die Techniker die Energie-Diagramme nach solchen „Boostern“ einmal in Ruhe angesehen hatten, dämmerte die Erkenntnis: Das Küchenfett verleiht der Energieproduktion erst richtigen Schub. „Daher gilt bei uns: Fett ist uns das liebste“, sagte Ralf Strothteicher augenzwinkernd.

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Bioabfälle als zu unsauber verworfen

Eine Zeit lang habe man auch überlegt, in die Eier die Bioabfälle aus Dresdens Haushalten hineinzustopfen, berichtete der Technikchef und Prokurist. Die Idee habe man aber wegen der Verunreinigungen und vielen Rückstädte, die zu erwarten gewesen wären, wieder verworfen.

Küchenabfall-Verfaulung könne Ende 2016 beginnen

Als energetisch interessanter eingestuft hätten die Techniker aber eben das Konzept, auch die Bio-Abfälle von Kantinen und Mensen in Kaditz verfaulen zu lassen und in Biogas zu verwandeln. Allerdings müsste die Stadtentwässerung dafür neue Anlagen installieren, die diese Abfälle auf 70 Grad erhitzen und dadurch – gemäß den gesetzlichen Auflagen – „hygienisieren“. Sollte die Rentabilitäts- und technische Prüfung positiv ausfallen, könnte die Stadtentwässerung etwa Ende 2016 damit beginnen, die Küchenreste zu verstromen. Autor: Heiko Weckbrodt

Zum Weiterlesen:

Tag der erneuerbaren Energien: eZelleron Dresden arbeitet an Brennstoffzellen-“Motor” für Autos

Tag der erneuerbaren Energien: Verband fordert mehr Flächen für Windkraft-Anlagen

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