Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Doppelerfolg für Jülicher Energieforschung

07.05.2004


Nachwuchsforscher erhalten Wissenschaftspreis 2004 des NRW-Wissenschaftszentrums und Industrie-Clubs Düsseldorf



Der eine arbeitet an neuen Materialien, um den Wirkungsgrad konventioneller Kraftwerke wie Kohlekraftwerke zu verbessern. Der andere entwickelt industrienah und kostengünstig Prototypen neuartiger Solarzellen. Mit Promotionsarbeiten zu zwei sehr unterschiedlichen Methoden der Stromerzeugung haben der Physiker Dr. Henry Bosch und der Ingenieur Dr. Tobias Repmann die Jury überzeugt: Die beiden Wissenschaftler, die ihre Doktorarbeiten am Forschungszentrum Jülich erstellt haben, wurden in Düsseldorf mit dem Wissenschaftspreis 2004 ausgezeichnet. Henry Bosch erhält den mit 20.000 Euro dotierten ersten Preis, Tobias Repmann den mit 10.000 Euro dotierten zweiten Preis.



Der Wissenschaftspreis, den der Industrie-Club Düsseldorf und das Wissenschaftszentrum Nordrhein-Westfalen jedes Jahr verleihen, fördert Forschungsarbeiten junger Nachwuchswissenschaftler. In diesem Jahr werden Themen aus der Energieforschung prämiert. "Dass dabei beide Preise an Arbeiten aus dem Forschungszentrum Jülich vergeben werden, ist ein Erfolg für die neuen Themen unserer Energieforschung", freut sich Dr. Gerd Eisenbeiß, für Energie- und Materialforschung zuständiger Vorstand des Forschungszentrums Jülich. "Der erste Preis für eine Arbeit über effizientere Kraftwerke und der zweite Preis für unser junges Photovoltaik-Institut: Das zeigt, wie effizient wir ein breites Forschungsspektrum bearbeiten, und motiviert für weitere Erfolge."

Hitzeschutz für Turbinen

Kohle, Erdöl und Erdgas: Fossile Brennstoffe sind Strom- und Wärmequelle Nummer eins in Deutschland. Um sie möglichst sauber und effizient zu verbrennen, sind fortschrittliche Kraftwerke unerlässlich. So ist der Wirkungsgrad einer Kraftwerksturbine umso höher, je heißer das Arbeitsgas ist. Ein hoher Wirkungsgrad wiederum spart Kosten und schont die Umwelt. Denn: Geringerer Brennstoffverbrauch heißt auch, dass weniger des - als Treibhausgas berüchtigten - Kohlendioxids in die Atmosphäre gelangt.

Heutige Turbinen können bei Temperaturen bis etwa 1.200 Grad Celsius betrieben werden. Wird es heißer, macht die schützende Wärmedämmschicht aus YSZ (yttriumoxid-teilstabilisiertes Zirkoniumoxid) schlapp. Wie Turbinen noch höhere Temperaturen aushalten können, zeigt Dr. Henry Bosch (Forschungszentrum Jülich, Prüfung an der Ruhr-Universität Bochum) in seiner Doktorarbeit "Entwicklung neuer Wärmedämmschichten für thermisch hochbelastete Komponenten in Gasturbinen". Der 33-jährige Physiker hat sich am Jülicher Institut für Werkstoffe und Verfahren der Energietechnik (IWV 1) detailliert mit neuen Materialien für die Wärmedämmung beschäftigt - und heiße Kandidaten für die großtechnische Anwendung in Gasturbinen ausgemacht.

Am Anfang der Untersuchungen stand Lanthanzirkonat. Durch systematische Variation der chemischen Zusammensetzung und detaillierte physikalische Untersuchungen landete Henry Bosch schließlich bei einer Handvoll Verbindungen. Aus dem Härtetest unter Betriebsbedingungen ging dann der aussichtsreichste Kandidat hervor: Neodymzirkonat im Doppelpack mit YSZ ist dem konventionellen YSZ deutlich überlegen. Es kann bei einer hohen Lebensdauer Temperaturen von bis zu 1325 Grad Celsius verkraften - das sind 100 Grad mehr als heute übliche Turbinen. Was dies bedeutet, zeigen Schätzungen der Kraftwerksbetreiber: Demzufolge sorgt bereits eine um 50 Grad höhere Temperatur für einen um bis zu vier Prozent höheren Wirkungsgrad. Das wiederum spart - je nach Kraftwerkstyp - mehrere hunderttausend Euro Brennstoffkosten pro Jahr, bis zu 48000 Tonnen weniger Kohlendioxid würden etwa bei einem kohlebefeuerten 240MW-Kraftwerk in die Atmosphäre gelangen.

Das Ziel: Solarstrom zum kleinen Preis

Doch Erdöl-, Erdgas- und Kohlevorräte werden nicht ewig reichen. Zu den umwelt- und klimafreundlichen Energie-Alternativen, an denen heute geforscht wird, gehört die Photovoltaik - die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Strom. Trotz erster Markterfolge steckt die breite Nutzung dieser erneuerbaren Energie noch in den Kinderschuhen, denn Solarzellen sind für viele Anwendungen noch zu teuer. Dabei versprechen Dünnschicht-Solarzellen vergleichsweise geringere Kosten als herkömmliche kristalline Solarzellen. Zudem können sie auf großen Flächen und vielen Materialien - wie biegsamen Kunststoffen - hergestellt werden. Noch allerdings ist der Wirkungsgrad der kristallinen Solarzellen höher.

Den Wirkungsgrad der Dünnschicht-Solarzellen zu verbessern und gleichzeitig Wege zu kostengünstigen, anwendungsreifen Solarmodulen aufzuzeigen - daran hat Dr. Tobias Repmann (Forschungszentrum Jülich, Prüfung an der RWTH Aachen) in seiner Doktorarbeit "Stapelsolarzellen aus amorphem und mikrokristallinem Silizium - Prozess- und Modulentwicklung" erfolgreich gearbeitet. Sein Ergebnis: industrienah hergestellte Prototypen 30 mal 30 Zentimeter großer Solarmodule, die amorphes und mikrokristallines Silizium enthalten - mit einem um 30 bis 50 Prozent höheren Wirkungsgrad als kommerziell erhältliche Module, die nur amorphes Silizium nutzen.

Auf dem Weg dorthin hat Tobias Repmann am Jülicher Institut für Photovoltaik zunächst einen Prozess entwickelt, mit dem er Schichten aus mikrokristallinem Silizium schnell und mit gleichbleibend guter Qualität auf bis zu 30 mal 30 Zentimeter großen Flächen herstellen kann. Dann hat der 32-jährige Elektrotechniker einzelne kleinflächige Solarzellen aus mirkoskristalinem Silizium und Tandem-Solarzellen hergestellt und deren Wirkungsgrad optimiert. In solchen Tandemzellen sind zwei Solarzellen - eine aus amorphem und die andere aus mikrokristallinem Silizium - übereinandergestapelt. In einem nächsten Schritt schließlich gelang es ihm dann, erste großflächige Prototypen dieser Tandem-Solarmodule auf 30 mal 30 Zentimeter großen Gläsern zu realisieren. Diese Fertigungsgröße stellt einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu industriellen Solarmodulgrößen von etwa einem Quadratmeter dar. Tobias Repmann arbeitete während seiner Doktorarbeit eng mit der Firma RWE Schott Solar zusammen.

Die diesjährigen Jülicher Erfolge schließen an die Prämierung des letzten Jahres an. Den Wissenschaftspreis 2003 erhielt der Hirnforscher Dr. Gereon Fink vom Forschungszentrum Jülich, der gleichzeitig an der Neurologischen Klinik des Universitätsklinikums Aachen arbeitet. Fink untersuchte "Normale und gestörte Aufmerksamkeitsprozesse und deren therapeutische Beeinflussbarkeit". Mit seinen Arbeiten hat er Verfahren verbessert, die die Arbeit des Gehirns sichtbar machen ("Neuroimaging"). (s. auch Pressemitteilung des Forschungszentrums Jülich vom 22. Mai 2003).

Pressekontakt:
Dr. Renée Dillinger, Wissenschaftsjournalistin, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich,
Tel. 02461 61-4771, Fax 02461 61-4666, E-Mail: r.dillinger@fz-juelich.de

Mechthild Hexamer, Leiterin Öffentlichkeitsarbeit, Pressesprecherin,
Tel. 02461 61-4661, Fax 02461 61-4666, E-Mail: m.hexamer@fz-juelich.de


Peter Schäfer | idw
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de/portal/angebote/pressemitteilungen

Weitere Berichte zu: Energieforschung Silizium Solarzelle Wissenschaftspreis

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Spitzenforschung vom Nanodraht bis zur Supernova: Fünf ERC Consolidator Grants für die TU München
14.12.2017 | Technische Universität München

nachricht Leibniz-Preise 2018: DFG zeichnet vier Wissenschaftlerinnen und sieben Wissenschaftler aus
14.12.2017 | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik