Competence Center for
Energy Transition (CC4E) Competence Center for Energy Transition (CC4E)

Wir untersuchen Speicherlösungen – von Batterien und Redox‑Flow‑Zellen bis hin zu Wasserstoff – sowie technologische Wandlungsverfahren, um erneuerbare Energie flexibel und verlustarm nutzbar zu machen.

Eine erfolgreiche Energiewende benötigt nicht nur erneuerbare Erzeugung, sondern auch leistungsfähige Speicher‑ und Wandlungstechnologien. Der Forschungsschwerpunkt Speicherung und Wandlung am CC4E untersucht, wie Energie in Form von Wasserstoff, Wärme, Strom oder chemischen Energieträgern gespeichert, transformiert und flexibel bereitgestellt werden kann. Der Begriff „Wandlung" steht dabei bewusst für einen breiten technologischen Ansatz, der elektrochemische, thermische und verfahrenstechnische Prozesse gleichermaßen einschließt.

Ein zentrales Thema ist die Produktion, Speicherung und Verteilung von Energieträgern wie Wasserstoff. Das CC4E erforscht insbesondere grünen Wasserstoff, der durch Elektrolyse mit erneuerbarem Strom erzeugt wird, sowie türkisen Wasserstoff, der durch die pyrolytische Spaltung von Methan entsteht. Die dabei anfallenden festen Kohlenstoffprodukte eröffnen Potenziale für CO₂‑neutrale oder sogar negative Emissionspfade. Ergänzend betreibt das CC4E Anlagen zur Abtrennung von CO₂ aus Umgebungsluft (Direct Air Capture) und untersucht dessen stoffliche Nutzung in industriellen Prozessen. Darüber hinaus analysiert das CC4E die Transportkette von Wasserstoff: Welche Infrastruktur – Gasnetz, Röhrentransport, Druckgastrailer oder Schiff – eignet sich unter welchen Bedingungen, und wie lassen sich Verluste und Kosten minimieren?

Das CC4E widmet sich intensiv elektrochemischen Energiewandlern und ‑speichern – darunter Elektrolyseure, Brennstoffzellen, Redox‑Flow‑Zellen und Batteriesysteme. Diese Technologien sind entscheidend, um fluktuierende Einspeisungen aus erneuerbaren Energien zu überbrücken und Energie bedarfsgerecht bereitzustellen. Ein weiterer Schwerpunkt gilt den Energiewandlungsverfahren wie Plasmawandlung und Power‑to‑X‑Prozessen, bei denen thermodynamische Analyse und Prozesssimulation helfen, erneuerbare Energie effizient in speicherbare oder transportierbare Energieträger zu überführen.

Im Bereich alternativer Kraftstoffe erforscht das Team verfahrenstechnische Prozesse zur Herstellung synthetischer Energieträger und Chemikalien, die fossile Rohstoffe in Industrie und Mobilität ersetzen können. Die Frage des Transports stellt sich dabei ebenso: Das CC4E untersucht, wie synthetische Energieträger und Chemikalien vom Produktionsort zur Nutzung gelangen – ob über bestehende Gasnetze, flüssige Logistikketten oder dedizierte Infrastruktur – und welche Systemlösung für welchen Anwendungsfall wirtschaftlich und technisch überlegen ist.

In enger Schnittstelle zum Kompetenzbereich Energiesystemanalyse liegt ein weiterer Schwerpunkt auf der Netzintegration und Systemeinbindung von Speichertechnologien: Das CC4E untersucht, wie Batteriesysteme, Elektrolyseure und andere Speicher netzstabilisierend betrieben werden können, welche Rückwirkungen sie auf das Stromnetz haben und wie sie in übergeordnete Energiesysteme eingebunden werden.

Carbon Management bildet einen weiteren Schwerpunkt: Durch CCU‑ und CCS‑Ansätze werden Wege untersucht, CO₂ aus industriellen oder atmosphärischen Quellen abzuscheiden, zu speichern oder als Ausgangsstoff wiederzuverwenden.