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4. Jahrestagung des KIT-Zentrums Energie bei der EST 2015 in Karlsruhe

Forschung für ein nachhaltiges Energiesystem erfordert „Nachwachsende Ideen“. Unter diesem Titel richtete das KIT-Zentrum Energie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am 20. Mai 2015 seine 4. Jahrestagung als Doktorandensymposium aus. Der wissenschaftliche Sprecher des KIT-Zentrums Energie, Professor Thomas Schulenberg, begrüßte die Teilnehmer in einem besonderen Rahmen: Die Tagung war in die „EST – Energy, Science and Technology International Conference & Exhibition“ in Karlsruhe integriert.

Wegweisende Infrastrukturen am KIT

„Das Energiesystem von morgen wird heute entwickelt“, betonte Professor Dieter Stapf, Leiter des Instituts für Technische Chemie (ITC) des KIT, in seinem einleitenden Vortrag „Forschung für die Energiewende“. Zu den wichtigsten Anforderungen an das Energiesystem 2050 gehören nach seinen Ausführungen Flexibilität und Lernfähigkeit sowie inhärente Risikoarmut und Fehlertoleranz. Neben den Ergebnissen der Forschung entscheiden politische Rahmenbedingungen, gesellschaftliche Akzeptanz und Wirtschaftlichkeit über den Erfolg der Energiewende in Deutschland. Allerdings stehen die Themen Energie und Klima im globalen Kontext. Dieter Stapf stellte unter anderem die bioliq®-Anlage, in der hochwertige Kraftstoffe aus Restbiomasse entstehen, sowie die intelligente Plattform Energy Lab 2.0, die Komponenten des künftigen Energiesystems verbindet, als Beispiele für wegweisende Infrastrukturen am KIT vor.

Anschließend präsentierten junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT-Zentrums Energie und der KIT School of Energy ihre aktuellen Arbeiten mit den Schwerpunkten Energieumwandlung, erneuerbare Energien, effiziente Energienutzung sowie Energiespeicherung und -verteilung. Der Geschäftsführer des KIT-Zentrums Energie, Dr. Wolfgang Breh, moderierte die Tagung.

Erneuerbare Energien und Energieeffizienz

Laura Beermann vom Institut für Thermische Strömungsmaschinen (ITS) des KIT stellte einen mit Hochgeschwindigkeit rotierenden Prüfstand für dynamische Gasturbinendichtungen vor. Mit ihm lassen sich Gasturbinendichtungen testen, die dem steigenden Anteil erneuerbarer Energien und den dadurch häufiger schwankenden Betriebsbedingungen gerecht werden. Der Prüfstand zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass er betriebsnahe Strömungsbedingungen ermöglicht und dass die Spaltenbreite sich während des Betriebs verändern lässt. Mit der Zerstäubung von Kraftstoffen in Flugtriebwerken befasst sich Thilo Dauch am ITS. Ebenfalls am ITS untersucht Manuel Hildebrandt, wie das Verhalten von Bürstendichtungen von der Dichtungsgeometrie beeinflusst wird. Bürstendichtungen können den Wirkungsgrad von Gasturbinen signifikant erhöhen.

Batterien mit Potenzial

Mit dem Zelldesign und den Eigenschaften lasermodifizierter Li(NiMnCo)O2 Dickschichtelektroden beschäftigt sich Peter Smyrek am Institut für Angewandte Materialien – Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP) des KIT. Dreidimensionale Laserstrukturierung von Elektrodendickschichten kann die Lebensdauer und Hochstromfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien deutlich verbessern. Nicolas Alexander Mayer erforscht am IAM-AWP Materialien für Lithium-Ionen-Batterien aus thermodynamischer Perspektive. Ebenfalls am IAM-AWP nimmt Maryam Masoumi thermodynamische Messungen an ausgewählten Materialkombinationen vor.

Solarzellen und Sonnenlauf

Wie verhalten sich Solarzellen, wenn der Sonnenstand sich verändert? Mit dieser Frage beschäftigt sich Adrian Mertens. Er untersucht am Lichttechnischen Institut (LTI) des KIT die Winkelabhängigkeit organischer Solarzellen. Wie seine Arbeiten zeigen, absorbieren organische Solarzellen diffuses oder indirektes Licht besser als Solarzellen aus anorganischen Materialien. – Dieselkraftstoffadditive auf Basis von Oxymethylenethern (OME) erforscht Dorian Oestreich am Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT) des KIT. OME enthalten viel Sauerstoff und verbrennen daher fast rußfrei. – An einem Informationsmodell zur Steigerung der Energieeffizienz im Gebäudebetrieb arbeitet Hendro Wicaksono vom Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) des KIT. Das Modell erlaubt verschiedene Abstraktionsebenen und liefert ein ganzheitliches Bild vom Gebäude im Betrieb. – Über die gemeinsame Verbrennung von Biomasse und Kohle in einem Staubbrenner berichtete Alexander Scherrmann vom Institut für Technische Chemie (ITC) des KIT. Der Ansatz ermöglicht die Reduktion von CO2-Emissionen und erlaubt Flexibilität über Brennstoffwechsel.

Posterausstellung

Begleitend zu den Vorträgen gab es eine Posterausstellung zu aktuellen Energieforschungsprojekten am KIT. Die Teilnehmer der Tagung nutzten die Gelegenheit zu Fachgesprächen, zum Netzwerken und zum persönlichen Austausch. Wegen des großen Erfolgs plant das KIT-Zentrum Energie, seine Jahrestagung 2017 wieder als Doktorandensymposium auszurichten.