Jülich Aachen Research Alliance bringt Energieforschung auf die Hannovermesse

13.04.2012

Vom 23. bis 27. April 2012 findet wieder - wie in jedem Frühjahr - die Hannover Messe statt. Zum zweiten Mal präsentiert sich dort die Jülich Aachen Research Alliance (JARA), eine Kooperation zwischen dem Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen.

 

In Halle 2 können sich die Besucher auf rund 100 Quadratmetern Ausstellungsfläche über JARA, das Forschungszentrum Jülich und die RWTH Aachen informieren. Organisiert wurde dieses Angebot gemeinsam vom Büro Technologietransfer der RWTH und vom JARA-Generalsekretariat. Im Rahmen des JARA-Standes (Halle 2, C 32) werden passend zum diesjährigen Motto der Hannovermesse Arbeiten aus der nachhaltigen Energieforschung gezeigt. JARA-ENERGY, eine von Deutschlands größten Forschungskooperationen, bringt beispielhaft einige Exponate mit zur Messe:

Nachhaltige Mobilität durch Biomasse
Aus Biomasse gewonnene Kraftstoffe eröffnen ein erhebliches Potenzial, neben einer Reduktion der CO2-Emissionen auch die Schadstoff-Emissionen wie Ruß oder Stickoxide deutlich zu verringern. Die Entwicklung neuer Kraftstoffe bei gleichzeitiger nachhaltiger Nutzung von nachwachsenden Ressourcen erweist sich als ein Forschungsfeld mit hohem interdisziplinärem Forschungsbedarf an der Schnittstelle von Natur- und Ingenieurswissenschaften. Forscher der Jülich Aachen Research Alliance (JARA) entwickeln gemeinsam mit anderen Partnern Biokraftstoffe aus Pflanzenbestandteilen, die nicht für die Nahrungsmittelproduktion benötigt werden: zum Beispiel aus Grünabfällen, Holz und Stroh. Hierbei decken die Teams des Exzellenzclusters „Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse (TMFB)“ gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie alle Prozessschritte ab: Von der Pflanzenforschung, über die Kraftstoffentwicklung bis zum optimierten Motorenkonzept.

Bessere Windenergieanlagen

Durchschnittlich eine Woche pro Jahr stehen Windenergieanlagen (WEA) ungeplant still. Generator-, Getriebe-, Triebstrangkomponenten- oder Elektronikprobleme – zahlreiche Ursachen können zu einem Anlagenstillstand führen. Forscher aus Aachen testen in Zukunft mit Hilfe von Prüfständen, welche Kräfte auf das System von Windenergieanlagen einwirken und schlussendlich zum Versagen führen. Dadurch können Schwachstellen in der Konstruktion erkannt und grundlegend behoben werden. Gleichzeitig entwickeln sie Simulationsmodelle, um in Zukunft gemeinsam mit der Industrie robustere und effizientere Windanlagen direkt am Rechner entwerfen zu können.

Schadensanalysen ausgefallener Windkraftanlagen belegen, dass trotz aufwändiger Tests der einzelnen Bauteile und ausgeklügelter Modellrechnungen Schäden an Stellen auftreten, die niemand vorhergesehen hat. Um das Gesamtsystem Windenergieanlage besser zu verstehen, wird derzeit an der RWTH Aachen ein1MW-Demonstrator-Prüfstand für WEA aufgebaut. Außerdem wird auf dem Campus Melaten am Campusboulevard das „Center for Wind Power Drives“ (CWD) der RWTH Aachen errichtet, das einen Systemprüfstand mit 4 Megawatt Nennleistung beherbergen wird.

Brennstofzellen
40.000 Betriebsstunden! Das ist der neue Weltrekord einer Festoxid-Brennstoffzelle aus den Jülicher Laboren der JARA-Forschung. Mit dieser Leistung rückt der kommerzielle und wirtschaftliche Einsatz von Brennstoffzellen in greifbare Nähe. Festoxid-Brennstoffzellen werden im englischen Sprachraum „Solid Oxide Fluel Cells (SOFC)“ genannt. Mit ihnen können schon bald Häuser mit Strom und Wärme versorgt oder Schiffe und Flugzeuge angetrieben werden. SOFC-Brennstoffzellen verwandeln die chemische Energie ihrer Betriebsstoffe, wie Erdgas, Wasserstoff oder Methan, direkt in Elektrizität um. Sie ermöglichen so eine Stromproduktion, die anders als herkömmliche Kraftwerkstechnik, ohne Umwege – etwa über Wasserdampf, Turbine und Generator – auskommt. Bei diesen Zellen sind Wirkungsgrade von bis zu 70 Prozent erreichbar.

Keramische Wärmedämmschichten für Gasturbinenschaufeln
1.200 Grad Celsius und mehr? Kein Problem für die Keramikschichten der JARA-Forscher. Keramiken sind das Material der Wahl, wenn es richtig heiß wird. So sind heute Bauteile von Flugzeugantrieben oder Kraftwerksturbinen mit einer hauchdünnen aber effektiven Wärmedämmschicht aus Keramik überzogen. Die Rezepte dafür stammen unter anderem aus den Labors der JARA. Bislang ist allerdings auch mit den besten Keramiken bei 1.200 Grad Celsius Schluss. Doch die Turbinenhersteller wollen die Betriebstemperatur weiter erhöhen. Denn je größer sie ist, desto effizienter wird der Treibstoff genutzt. JARA Forscher aus Jülich arbeiten daran. Aber um einen Hitzeschutz zu erhalten, der auch bei 1.450 Grad nicht versagt, forscht das Team zudem an komplett neuen Keramiken. Aussichtsreichste Kandidaten hierfür sind Zirkoniumoxide mit Lanthan- oder Gadolinium-Anteilen.

Zusätzlich werden die Studienberatung der RWTH Aachen, Die International Academy der RWTH Aachen und die German Research School for Simulation Sciences (GRS) an ausgewählten Tagen auf dem Stand der Jülich Aachen Research Alliance anwesend sein, um ihr Angebot zu präsentieren

Kontakt:
Eleonor Thompson
RWTH Aachen University
Technologietransfer (Abt. 4.1)
eleonor.thompson@zhv.rwth-aachen.de