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ENERGIEWIRTSCHAFT
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Energie und Umwelt
Um zu einer erfolgreichen Energiewende und der Begrenzung des Klimawandels beizutragen, setzen die wissenschaftlichen Arbeiten der Energieforschung auf ein Energiesystem, das auf erneuerbaren Energien basiert. Energiespeichertechnologien und -umwandlungsverfahren sowie die Wirkmechanismen des Klimawandels sind Bestandteile der Forschungs- und Entwicklungsbeiträge des IEK (Institut für Energie- und Klimaforschung).
Energiewandlungs- und Speichertechnologien
Die Erforschung der Mechanismen der Photokatalyse und Photovoltaik und Entwicklung sowie Optimierung von Brennstoffzellen und elektrochemischer Speicher (z. B. Batterien) gehören zu den Aufgabengebieten. Zudem erforschen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weitere Technologien, um aus erneuerbaren Energien Strom zu gewinnen und zu speichern, wie z. B. in chemischen Grundstoffen wie Wasserstoff oder in Methangas. Die Effizienzerhöhung des Wirkungsgrades von Dampf- und Gasturbinen ist solange noch notwendig, wie für die Stromerzeugung fossile Brennstoffe genutzt werden müssen. Das Forschungszentrum Jülich steuert hierzu Lösungen aus der Materialforschung bei und arbeitet an der Entwicklung neuer Membranstrukturen und -werkstoffe, um Gase (wie z. B. das Treibhausgas Kohlendioxid) energiesparend und effizient aus den Abgasen von Kraftwerken zu filtern, bevor sie in die Atmosphäre gelangen.
Materialforschung im Zuge der Energiewende
Materialforschung spielt eine wichtige Rolle in allen Bereichen der Energieforschung. Auch in Jülich ist sie Spezialgebiet der Fusionsforschung: Hier geht es konkret um die Verschmelzung leichter Atomkerne, die im Anschluss für die Energieerzeugung eingesetzt werden sollen. Die optimale Auslegung des Inneren von Fusionsreaktoren wie bei den Großprojekten ITER und Wendelstein W7-X steht im Fokus.
Nukleare Entsorgungsforschung
Der Bereich der Nuklearen Entsorgungsforschung in Jülich beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Entsorgung von Abfallprodukten früherer, nicht mehr erforschter Kerntechnologie zur Stromgewinnung.
Systemforschung
Es ist notwendig, die verschiedenen Ansätze und Methoden im größeren Kontext zu sehen, damit die Energiewende realisiert werden kann. Umfassende Analysen der Ausführbarkeit, Kombinierbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz seitens der Gesellschaft sind hierfür Voraussetzung und miteinander in Bezug zu setzen. Die Systemforschung und Modellierung von Energiesystemen ist daher ein wichtiger Bestandteil der Jülicher Energieforschung.
Klima- und Atmosphärenforschung
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich untersuchen im Bereich Klimaforschung die chemischen und physikalischen Prozesse der Atmosphäre sowie deren Wechselwirkungen im gesamten Klimageschehen. Hierbei geht es um das Verständnis der menschlichen Einflüsse auf das Energiesystem, genauer: auf die Luftqualität und das Klima auf regionaler und globaler Ebene. Experimentelle Erkenntnisse sowie Computersimulationen ermöglichen Jülicher Forscherinnen und Forschern die Weiterentwicklung bestehender Klimamodelle. Außerdem übernehmen sie die Rolle des Gutachters und erarbeiten Handlungsempfehlungen für politische Entscheidungsträger auf Basis ihrer Forschungserkenntnisse.