Auf der Hannover Messe 2012 vom 23. bis 27. April ist das KIT mit Innovationen rund um Energie vertreten: u.a. mit einer Algentechnologie-Plattform und einem Photobioreaktor für Mikroalgen, außerdem mit neuen Lasertechniken für Lithium-Ionen-Batterien.
Algen als Energiequelle
Mikroalgen funktionieren wie kleine Kraftwerke: Sie wandeln einen relativ hohen Anteil des Sonnenlichts in chemische Energie um. Dabei nehmen sie CO2 aus der Atmosphäre auf. Sie lassen sich in technischen Systemen kultivieren, beanspruchen daher keine landwirtschaftlich nutzbaren Flächen und treten nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Bestimmte Mikroalgen weisen hohe Ölanteile auf oder können überdies Wasserstoff aus Wasser und Sonnenlicht produzieren. Am KIT sind mehrere Institute mit der Algenforschung befasst. Die KIT-Plattform für Algentechnologie deckt die gesamte Kette der Nutzung von Algen als Energiequelle ab – von der Reaktorentwicklung über die Fest-Flüssig-Trennung und den Zellaufschluss durch Elektroporation bis hin zur systemanalytischen Begleitforschung. KIT-Forscher entwickeln neuartige Photobioreaktoren, die das Licht optimal ausnutzen, um Sonnenergie mit hohem Wirkungsgrad in Biomasse umzuwandeln. Bei dem gezeigten Labor-Photobioreaktor handelt es sich um einen Ringspaltreaktor mit 25 Litern Volumen zum Kultivieren von Mikroalgen. Er wird mit CO2 und Luft begast, besitzt eine Regelung für pH-Wert, Temperatur und Begasung und ist autoklavierbar.
Laser in der Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien.
Um Elektromobilität sowie stationäre Energiespeicher zu verwirklichen, bedarf es leistungsstarker und kostengünstiger Batterien auf Lithium-Ionen-Basis. Wissenschaftler des KIT arbeiten an Lasertechnologien wie Schneiden, Schweißen und Oberflächenmodifikation, welche die Fertigungsprozesse vereinfachen, die Performance auf Zellebene stabilisieren und die Kosten für ganze Batteriesysteme reduzieren. Durch ein am KIT entwickeltes Laserverfahren lassen sich Elektrodenober?ächen so einstellen, dass beim Befüllen der ?üssige Elektrolyt äußerst schnell und homogen in das poröse Batteriematerial hinein transportiert wird. So benetzt der Elektrolyt die modifizierten Elektroden bereits nach zehn Sekunden zu 80 Prozent. Dadurch erübrigen sich aufwendige Verfahren zur besseren Benetzung, und die gefertigten Zellen weisen verbesserte Leistungsdaten auf.
Energy Solution Center (EnSoC).
Das Energy Solution Center fördert die anwendungsorientierte Energieforschung im Bereich High-Performance-Computing. Getragen vom KIT und mehreren Partnern aus der Wirtschaft, stellt EnSoC ein leistungsfähiges Netzwerk zur Bündelung von Kompetenzen in Energiewirtschaft, Energietechnik, IT und Lösungsmethoden dar. Beispielhaft wird ein aktuelles EnSoC-Projekt zum intelligenten Lademanagement für Elektrofahrzeuge im Stromnetz der Zukunft vorgestellt.
KIC InnoEnergy.
Das europäische Konsortium KIC InnoEnergy baut eine nachhaltige, sichere und kohlenstoffminimierte Energieversorgung für Europa auf. Das Netzwerk zielt darauf, die Innovationslücke zu schließen und die Innovationskraft in Europa zu stärken. Zu KIC InnoEnergy gehören 28 Spitzenunternehmen, Universitäten, Forschungseinrichtungen und Business Schools. Durch die enge Vernetzung sollen neue Energieprodukte schneller entwickelt werden und zügiger auf den Markt kommen. Entrepreneure finden auf dem InnoEnergy HighwayTM professionelle Unterstützung. Der europäische Inkubator legt den Fokus auf nachhaltige Energie und zeichnet sich durch einen ganzheitlichen Ansatz aus.
bioliq®.
In einer Ausstellung des Forums Erneuerbare Energien präsentiert das KIT sein bioliq®-Verfahren, mit dem sich aus Restbiomasse maßgeschneiderte vollsynthetische Kraftstoffe herstellen lassen. Das KIT verwirklicht die verfahrenstechnische Prozesskette in einer entstehenden Pilotanlage. Auch die Produkte einzelner Prozessstufen lassen sich bereits wirtschaftlich nutzen. So lässt sich das nach der Flugstromvergasung im dritten Verfahrensschritt erzeugte hochwertige Synthesegas dazu verwenden, chemische Grundstoffe herzustellen.
iZeus.
Am Stand der Bundesregierung präsentiert das KIT das Projekt „iZEUS – intelligent Zero Emission Urban System“. Schwerpunkte liegen auf der Nutzung flexibler Lasten in Haushalten zur Integration der erneuerbaren Energien. Ein Live-Demonstrator, angelehnt an das „Energy Smart Home Lab“ auf dem KIT-Campus, veranschaulicht die intelligente Kombination von Erzeugern, Verbrauchern und Speichern. Zusätzlich entwickeln und erproben Forscher in iZEUS innovative Mehrwertdienste für die Elektromobilität. Dabei geht es auch um den Einsatz von Elektrofahrzeugen im Gewerbebereich.
Competence E.
Am Gemeinschaftsstand „MobiliTec“ der baden-württembergischen Landesagentur für Elektromobilität und Brennstoffzellentechnologie stellt das KIT sein Projekt „Competence E“ vor. Hier arbeiten Forscher an elektrischen Energiespeichern und Antriebssystemen für mobile und stationäre Anwendungen. Dabei verfolgen sie einen integrierten Ansatz vom Molekül über die Batterie und den Elektromotor mit Leistungselektronik bis hin zum vollständigen elektrischen Antrieb. Neben neuartigen Zellen, Batterien und Antriebssträngen entwickeln sie kostengünstige neue Fertigungsverfahren.
Wasserstoff-Infrastruktur.
Die Wasserstoff-Forschung und Infrastruktur am KIT erstreckt sich von der Erzeugung – konventionell sowie aus Restbiomasse – über die Speicherung und Nutzung bis hin zur Sicherheit von Wasserstoff als Energieträger. Seit diesem Jahr wird das KIT über eine Wasserstofftankstelle sowie zwei umweltfreundliche Wasserstoffbusse für den Shuttle-Service zwischen den KIT-Standorten verfügen. Dank des seriellen Hybridantriebs mit Brennstoffzelle als Stromlieferant fahren diese wasserstoffbetriebenen Elektrobusse ohne schädliche Abgasemissionen; sie emittieren lediglich reinen Wasserdampf.
Supraleiter in der Energietechnik
Am Gemeinschaftsstand „SuperConductingCity“ zeigt das KIT innovative Entwicklungen und Anwendungen der Hochtemperatur-Supraleitung. Diese ermöglicht Energieübertragung fast ohne Verluste, steigert die Energieeffizienz und erlaubt es, dezentrale und regenerative Energien sicher ins Stromnetz zu integrieren. Zu den Anwendungen gehören supraleitende Kabel, Strombegrenzer, Transformatoren und Generatoren.
Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung – Lehre – Innovation.