Energie

Am Forschungscampus Garching sollen die Materialien für künftige Fusionskraftwerke entstehen. Im Rahmen eines neuen Programms des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) bündeln mehrere Arbeitsgruppen der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der Technischen Universität München (TUM) und des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) ihre Expertise.

Kernenergie soll bald bemannte Raumstationen auf dem Mond ermöglichen – was nach ferner Zukunft klingt, wird am FRM II erforscht. Der Luft- und Raumfahrtingenieur Julius Mercz erarbeitet für seine Doktorarbeit ein Reaktorkonzept für den Erdtrabanten, das auch von der Europäischen Raumfahrtagentur ESA gefördert wird. Wir sprechen mit ihm über die Hintergründe des Projekts.

Lea Westphal von der Technischen Universität München (TUM) ist Erstautorin einer neuen Studie, die das bislang detaillierteste, temperaturabhängige Bild von Ethylencarbonat (EC) liefert. EC ist ein Lösungsmittel, das in Elektrolyten von Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird.

Im „Defect Engineering“ erzeugt man gezielt Fehlstellen im Atomgitter, um Materialeigenschaften zu verändern. Ein interdisziplinäres Forschungsteam hat an der Positronenquelle NEPOMUC am FRM II Kristalldefekte nachgewiesen, die Batterien effizienter machen.

Flüssige Salzschmelzen könnten künftig dazu beitragen, Energie effizienter und klimafreundlicher zu erzeugen. Am FRM II erforscht die Doktorandin Liliana Quintero Zambrano, wie sich das flüssige Salz als Kühl- und Wärmetransportmedium in neuen Reaktorkonzepten einsetzen lässt. Das Projekt wird von TÜV NORD gefördert.

Ein Forscherteam am Heinz Maier-Leibnitz-Zentrum (MLZ) hat einen wichtigen Schritt zur Entwicklung sichererer und effizienterer Batterien gemacht. Ihre Studie zeigt, wie Natrium-Ionen sich in einer vielversprechenden Klasse fester Materialien, den sogenannten NASICONs, diffundieren und wandern. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Materials Chemistry A, könnten die Weiterentwicklung natriumbasierter Festkörperbatterien für Anwendungen von Elektrofahrzeugen bis hin zu Energiespeicherung im großen Maßstab unterstützen.

Wie können Lithium-Ionen-Akkus effizienter werden? Ein Forschendenteam mit Beteiligung von Dr. Senyshyn vom MLZ hat einen zentralen Degradationsprozess in Batteriekathode gemessen, der noch effizientere Lithium-Ionen-Akkus ermöglicht.

Um die Entwicklung von Fusionsenergiereaktoren voranzutreiben, startet an der Technischen Universität München (TUM) ein neues Verbundforschungsprojekt. Dabei sollen innovative Hochtemperatursupraleiter (HTS), die dazu dienen, das extrem heiße Plasma im Reaktor zu kontrollieren, auf ihre Eigenschaften unter Extrembedingungen untersucht werden. Neben der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der TUM sind auch das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) und das Unternehmen THEVA an dem vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderten Projekt HTS4Fusion beteiligt.