Kompetent und offen informierten die Wissenschaftler Interessierte über die einzelnen Ausstellungsprojekte, wie hier Andreas Z'Graggen, Doktorand des Departements Maschinenbau und Verfahrenstechnik. gross

Solarer Wasserstoff und Energiesysteme

Forschende des ETH-Departements Maschinenbau und Verfahrenstechnik in Zürich (7) haben in Zusammenarbeit mit dem PSI einen thermochemischen Kreislauf zur effizienten Herstellung von Wasserstoff entwickelt, wobei kozentrierte Solarstrahlung als Energiequelle für die Hochtemperatur-Prozesswärme dient. Dieser zweistufige Kreisprozess basiert auf ZnO-Redox-Reaktionen und besitzt das Potential für hohe Energieumwandlungs-Wirkungsgrade von über 40 Prozent.

Obwohl intensiv an Prozessen gearbeitet werde, mit denen aus Sonnenlicht und Wasser solare Brennstoffe hergestellt werden können, werde es noch einige Zeit dauern, bis diese neuen Technologien für kommerzielle Anwendungen in grossem Massstab einsetzbar seien. Es bestehen jedoch gute Aussichten, dass die solaren thermochemischen Technologien gegenüber konventionellen, auf fossilen Energieträgern basierenden Technologien konkurrenzfähig werden, sofern die externen Kosten für die Verbrennung fossiler Brennstoffe berücksichtigt werden, erklärt Aldo Steinfeld, Professor am Institut für Energietechnik an der ETH Zürich und Leiter des Labors für Solartechnik am PSI. "Die Forschung auf dem Gebiet der Hochtemperatur-Solarchemie an der ETH und am PSI verbindet grundlegende physikalische und chemische Studien mit der verfahrenstechnischen Entwicklung von solarchemischen Reaktoren. Langfristiges Ziel ist die Entwicklung von Brennstoffen, die mit einer sauberen, universellen und nachhaltigen Energiequelle hergestellt werden."

Forschende der ETH Lausanne (8) erarbeiten dagegen neuartige Konzepte zur hocheffizienten Energiewandlung und entwickeln integrierte Energiesysteme. In Hannover werden nun Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC - Solid Oxide Fuel Cells) gezeigt, die chemische Energie - auch von Biobrennstoffen - leise und effizient in elektrische und thermische Energie umwandeln. In einem weiteren Projekt entwickeln die Lausanner Forscher Wärmepumpen, die mit ölfreien, schnell drehenden Turbokompressoren elektrisch betrieben werden, die einen effizienten Ersatz von Brennstoffheizungen darstellen.

Biomasse als Speicher

Im Beitrag des PSI wird festgestellt: "Biomasse ist ein natürlicher Speicher von Sonnenenergie, die sich mittels thermochemischer Prozesse auch künstlich speichern lässt." Wichtig seien hierbei geschlossene Stoffkreisläufe für Speicherung, Transport und Nutzung der Sonnenenergie. Das PSI arbeitet mit weiteren Forschungsinstituten, Hochschulen und der Industrie daran aus Biomasse Methan und mit Hilfe der Solarchemie Wasserstoff herzustellen. Methan und Wasserstoff könnten als Brennstoffe für stationäre Energieanlagen sowie als Treibstoffe für unsere Mobilitätsbedürfnisse dienen.

Keramische Werkstoffe

Brennstoffzellen sind Bestandteil künftiger Stromerzeugung, sagen die Experten der EMPA. Dort, wo Erdgas und Benzin die Energieträger sind, stehen die schon erwähnten Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) im Mittelpunkt. Sie werden aus Keramik und Metall gefertigt und bei Temperaturen von über 700°C betrieben. Die EMPA entwickelt als Materialforschungsinstitut keramische Werkstoffe und ist mit massgeschneiderten Pulvern und Formgebungsverfahren Partnerin von Industrie und Wissenschaft. Mit ihnen zusammen optimiert sie Keramiken für verschiedenste Anwendungen.

Seit fünf Jahren unterstützt der ETH-Rat den Technologietransfer der Institute des Bereichs mit einem Gemeinschaftsstand an der Hannover Messe, um die Nutzung des im ETH-Bereich geschaffenen Wissens zu unterstützen. Das Publikum hat den Beitrag des ETH-Bereichs an der Hannover Messe mit grossem Interesse honoriert, wie alle dort anwesenden Wissenschaftler bisher erfreut festgestellt haben.