Die heutige Forschungslandschaft im Bereich der erneuerbaren Energien wird von bahnbrechenden Entwicklungen geprägt, insbesondere im Bereich der Solarbatterien. Die Technische Universität München (TUM) hat zusammen mit der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) das weltweit erste Zentrum für Solarbatterien und optoionische Technologien ins Leben gerufen. Unterstützt vom Bayerischen Wirtschaftsministerium, zielt das Zentrum darauf ab, neuartige Energiespeicher zu erforschen und innovative Anwendungen zur effizienteren Nutzung von Solarenergie zu entwickeln. Prof. Jennifer L.M. Rupp, eine der führenden Köpfe des Projekts, erwähnt, dass Solarbatterien als Highlight der initialen Förderphase von e-conversion 1.0 gelten.
Diese Solarbatterien integrieren Solarzelle und Batterie in einem Bauteil, was es ermöglicht, Sonnenlicht direkt in elektrochemische Energie umzuwandeln und zu speichern. Ein weiterer zentraler Aspekt ist die Optoionik, ein interdisziplinäres Forschungsfeld, das sich mit der Lichtsteuerung von Ionen auseinandersetzt. Durch die Nutzung optischer Stimulation können Ladezeiten verkürzt und Speicherkapazitäten vergrößert werden, was insbesondere für die Entwicklung effizienter Energiesysteme von Bedeutung ist. Rupp hebt hervor, dass die Erde mit 170.000 Terrawatt Sonnenenergie versorgt wird und nur 23.000 Terrawatt benötigt werden, was das Potenzial für die Forschung enorm macht.
Strategische Innovationsansätze in Bayern
Das Ziel des neuen Forschungsökosystems ist es, die tageszeitlichen und wetterbedingten Schwankungen des Solarstroms auszugleichen. Rupp und ihr Team arbeiten an Materialien, die optische Anregungen ermöglichen, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Thomas Bein von der TUM betont, dass die Entwicklung einer Batterie, die Solarstrom direkt chemisch speichert, noch ein weiter Weg ist. Die Vision ist der Einsatz von Solarpanels mit energiespeichernden Schichten, die bereits in Bayern funktionieren.
Ein herausragendes Merkmal des Zentrums sind die Anti-Perowskite. Diese ungiftigen Materialien könnten ein vielversprechender Ersatz für herkömmliche Perowskite sein, die aufgrund ihrer instabilen und toxischen Eigenschaften eingeschränkt sind. Ein Team zielte darauf ab, eine stabilere und ungiftige Variante zu entwickeln, wobei schützende Versiegelungen als Lösungen für die noch begrenzte Stabilität angestrebt werden.
Ein Blick in die Zukunft der nachhaltigen Energie
Das SolBat-Zentrum ist nicht nur ein Forschungslabor, sondern gleichzeitig ein Innovationsmotor für die Energiewende 2.0. Bayerns Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger hat eine Förderung von bis zu acht Millionen Euro angekündigt, um die Entwicklung neuer Energielösungen voranzutreiben. Die beteiligten Wissenschaftler sind überzeugt, dass die Synergien zwischen Optoelektronik und Festkörperionik neue Maßstäbe setzen werden, nicht nur für die Solarbatterien, sondern auch für Anwendungen in der Photokatalyse, Sensorik und sogar der Künstlichen Intelligenz.
Zusätzlich zur Forschung in Solarbatterien sind weitere Projekte im Bereich der erneuerbaren Energien von Relevanz. So stehen Schwimmende Photovoltaik-Anlagen (FPV) im Fokus, die sich mit den Herausforderungen der Nachhaltigkeit, Langlebigkeit und Bezahlbarkeit auseinandersetzen müssen. Das Projekt „SuRE“ soll die FPV-Industrie voranbringen, indem es kosteneffiziente und nachhaltige Technologien entwickelt. Verschiedene führende europäische Anbieter sind an diesem Vorhaben beteiligt, um innovative Lösungen zu schaffen, die politisch unterstützte Ziele der EU erfüllen können.
Insgesamt zeigt sich, dass die Innovationskraft der Wissenschaft und Wirtschaft in Bayern entscheidend für die zukünftige Gestaltung der Energiesysteme ist. Die Entwicklungen in der Solarbatterietechnologie, zusammen mit den Fortschritten in der schwimmenden Photovoltaik, könnten die Art und Weise revolutionieren, wie wir erneuerbare Energien nutzen.