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 Künstliche Intelligenz erobert die Fahrzeugentwicklung
21.09.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Preis für Arbeit über autonomes Fahren
11.09.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

Auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Angiologie (DGA) vom 12. bis 15. September in Münster stellten Gefäßspezialisten aus ganz Deutschland die neuesten Therapien bei Gefäßerkrankungen vor. Vor allem in den Bereichen periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) und venöse Verschlusskrankheiten wie die Tiefe Venenthrombose (TVT) gibt gute Neuigkeiten für die Patienten. Viele der 720 Gefäßspezialisten, die an der Jahrestagung teilnahmen, stellten neueste Studienergebnisse vor.

Millionen Menschen leiden in Deutschland unter Gefäßerkrankungen, allein rund fünf Millionen unter der „Schaufensterkrankheit“, medizinisch periphere...

Im Focus: Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert zu beantworten. Das zeigt eine aktuelle Arbeit von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle. Den Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, in einem magnetischen Material, in diesem Fall Kobalt, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen sichtbar zu machen, die letztlich zur Ausbildung der magnetischen Eigenschaften führt. Damit sind erstmals genaue Einblicke in den elektronischen Ursprung des Magnetismus möglich, die vorher nur auf theoretischem Weg zugänglich waren.

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher ein spezielles Elektronenmikroskop, das das Forschungszentrum Jülich am Elettra-Speicherring im italienischen Triest...

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungen

Forum Additive Fertigung: So gelingt der Einstieg in den 3D-Druck

21.09.2018 | Veranstaltungen

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Mit traditionellen Methoden gegen extreme Trockenheit

24.09.2018 | Geowissenschaften

Europäische Spitzenforschung auf der EuMW

24.09.2018 | Messenachrichten

Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

24.09.2018 | Medizintechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics