Alle Forschungsprojekte

Sichere, langlebige und wettbewerbsfähige Batteriezellen sind Voraussetzung für Elektromobilität und stationäre Energiespeicher. Beim Hochlauf neuer Fertigungslinien entstehen jedoch hohe Ausschussraten und damit vermeidbare Kosten und CO₂-Emissionen. Im Projekt »BatterSense« überträgt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit V4SMART, PVA TePla AS, VARTA Microbattery und der RWTH Aachen die Scanning Acoustic Microscopy (SAM) auf zylindrische Batteriezellen. Das Ultraschallverfahren blickt zerstörungsfrei in das Zellinnere. Methoden der Künstlichen Intelligenz erkennen darin Fehlermuster und liefern Hinweise zur Prozessoptimierung. | Laufzeit: 07/2026 - 06/2029

Im Projekt »LCR290 - Low charge HP solutions« entwickelte das Fraunhofer ISE gemeinsam mit 20 Unternehmen praxistaugliche Wärmepumpenlösungen mit dem natürlichen Kältemittel Propan (R290). Sie sollen Gas- und Ölheizungen in Bestands-Mehrfamilienhäusern ersetzen – von Etagenheizungen bis zu zentralen Anlagen in Innen- und Außenaufstellung. Die Konzepte berücksichtigen unterschiedliche Gebäude, Wärmequellen und Platzverhältnisse und ebnen den Weg für einen sicheren, effizienten und wirtschaftlichen Hochlauf klimafreundlicher Heiztechnik im Gebäudebestand der Wohnungswirtschaft. | Laufzeit: 01/2023 - 12/2025

Im Zuge des Ausbaus von erneuerbaren Stromquellen wird der Bedarf an stationären Speichern erheblich zunehmen, um die steigende Volatilität in der Stromerzeugung durch den fortwährenden Zubau von regenerativen Energiequellen wie Photovoltaik- und Windkraftanlagen zu minimieren. Dafür bedarf es einer weiteren Steigerung der Attraktivität von elektrochemischen Energiespeichern. Die größten Kritikpunkte sind dabei immer noch die (zu) hohen Anschaffungskosten, insbesondere verursacht durch die hohen Kosten der Batteriezellen sowie die Nachhaltigkeit der Batterien hinsichtlich kritischer Rohstoffe. Alle genannten Aspekte sollen im Vorhaben »StrOboBatt« adressiert werden. Die Aktivmaterialien selbst stehen dabei im Fokus. Ebenso soll die globale Abhängigkeit von bestimmten Rohstoffen durch die genutzten Materialien minimiert und die Nachhaltigkeit der Batteriezellen verbessert werden. | Laufzeit: 06/2024 - 05/2027

Die Wärmewende erfordert eine deutlich effizientere Ausnutzung der mittels Fernwärme an ein Gebäude übergebenen Wärme. Weiterhin gilt es, ein insgesamt niedrigeres Temperaturniveau zu erreichen, um erneuerbare Quellen effektiv für die Erzeugung von Raumwärme sowie Trinkwarmwasser nutzbar zu machen sowie die Kapazitäten von Fernwärmeleitungen möglichst maximal auszunutzen. Der gesetzlich vorgeschriebene hydraulische Abgleich ist hierfür ein wichtiger Schritt. Dieser wird durch Fachpersonal in einem händischen und sehr kleinteiligen Verfahren ausgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches mittels Messdaten kontinuierlich die Gebäude ermittelt, in denen tatsächlich ein Handlungsbedarf besteht. Damit soll gewährleistet werden, dass die für die Umsetzung der Wärmewende relevanten Ressourcen an SHK-Fachpersonal gezielter eingesetzt werden können. | Duration: 01/2026 - 12/2029

In der frühen Produktionsphase von Batteriezellen ist die Ausschussquote besonders hoch, da konventionelle End-of-Line-Prüfungen primär den Gesamtzustand erfassen und kleine Defekte übersehen können. Im Projekt »Quaze« entwickeln wir gemeinsam mit Precitec eine zerstörungsfreie Messmethode, die die räumliche Ausdehnung von Pouchzellen während Lade- und Entladezyklen erfasst und daraus ein aussagekräftiges Ausdehnungsfeld rekonstruiert. Auf diese Weise soll das »gute« Ausdehnungsverhalten eruiert werden, das auf die defektfreien Zellen verweist. Eine KI bewertet die Messdaten, erkennt Abweichungen vom »guten« Referenzmuster und liefert Hinweise auf fehlerhafte Prozessschritte. So werden Korrekturmaßnahmen beschleunigt, Ausschuss und Kosten reduziert und die Umweltbilanz der Zellproduktion insgesamt verbessert. | Laufzeit: 04/2023 - 09/2026

Projekt im Geschäftsfeld: Wasserstofftechnologien und Elektrische Energiespeicher; Thema: Thermochemische Prozesse; Laufzeit: 08/2022 - 06/2026

Das Projekt »Power-to-X Colombia 2.0« vertieft die Analyse der im Vorgängerprojekt Power-to-X Colombia identifizierten Potenziale für die Produktion und Nutzung nachhaltiger Energieträger in Kolumbien. Diese werden zudem mit einem Fokus auf innovative Hybrid-Konzepte erweitert. Hierfür werden technische Konzepte für hybride First-Mover-Projekte entwickelt, die Biomasse-Reststoffe mit Power-to-X-Technologien kombinieren. Dies senkt die Herstellungskosten und ermöglicht eine effizientere Nutzung von Ressourcen. Unter der Leitung des Fraunhofer ISE und mit Unterstützung von Partnern wie Asociación Nacional de Empresarios de Colombia (ANDI) und dem Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) fördert das Projekt den Aufbau regionaler Wasserstoff-Hubs, erschließt Exportmöglichkeiten und treibt die grüne Transformation voran. | Laufzeit: 09/2025 - 05/2026

Für den Sprung vom Labor in die industrielle Fertigung brauchen Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen mehr als hohe Wirkungsgrade: Sie müssen ihre Leistung über Jahrzehnte zuverlässig aufrechterhalten. Obwohl die Technologie Wirkungsgrade von über 30 Prozent ermöglicht, fehlen der Branche bislang belastbare und einfach anwendbare Verfahren, um Alterung frühzeitig zu bewerten und Leistungsverluste gezielt zu vermeiden. Das Verbundprojekt »SOLIDE« untersucht, wie industrierelevante Tandemsolarzellen unter realistischen Betriebsbedingungen altern. Entwickelt werden beschleunigte und standardisierbare Alterungstests, neue Analyseverfahren sowie stabilere Materialien, Grenzflächen und ultradünne Schutz- und Ionenbarrieren. Der Mehrwert für die Branche: »SOLIDE« schafft objektive Qualitätsmaßstäbe, liefert industrienahe Lösungen für langlebigere Tandemzellen und beschleunigt damit den Weg zu leistungsfähigen, zuverlässigen Photovoltaikmodulen und einer wettbewerbsfähigen europäischen PV-Wertschöpfung. | Laufzeit: 06/2026 - 05/2029

Für klimafreundliche Langstreckenflüge braucht die Luftfahrt flüssige Kraftstoffe mit hoher Energiedichte. Das Projekt »SAFari« verfolgt das Ziel, einen effizienten Herstellungsprozess für nachhaltigen Flugkraftstoff (Sustainable Aviation Fuel, SAF) auf Basis von Methanol zu entwickeln. Unter der Leitung des Fraunhofer ISE entwickelt und testet ein Konsortium aus Forschung und Industrie eine maßgeschneiderte Pilotanlage, die das innovative Methanol-to-Jet-Verfahren im industriell relevanten Maßstab demonstriert. Laufzeit: 12/2022 - 11/2028

Der wachsende Bedarf an stationären Batteriespeichern für die Energiewende erfordert sichere, nachhaltige Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien. Im Verbundprojekt »ZACK« entwickeln GRILLO, Freudenberg, Dr. Hesse, Fraunhofer ISE, Universität Stuttgart und das DECHEMA-Forschungsinstitut Zink-Ionen-Batterien mit wasserbasierten Elektrolyten für Heimspeicher, Regelenergie und kontinuierliche Stromversorgung. Durch nachhaltige, in der EU verfügbare Rohstoffe und innovative Ansätze aus der Galvanikindustrie entsteht eine leistungsfähige, sichere Speicherlösung für Heimspeicher, Regelenergie und kontinuierliche Stromversorgung. | Laufzeit: 07/2026 - 06/2029