Laufende Forschungsprojekte

Zur Erreichung von Klimaneutralität ist die Erzeugung von grünem Wasserstoff für verschiedene Sektoren, wie die Hochtemperaturindustrie, die Chemieindustrie und Mobilität unabdingbar. Die Protonen-Austausch-Membran (PEM)-Elektrolyse bietet die Möglichkeit zur effizienten Erzeugung von Wasserstoff mittels erneuerbarer Energien. In PEMPIRE soll hierfür ein kostengünstiger und langzeitrobuster PEM-Elektrolyse-Stack entwickelt werden, der neuartige Materialien, wie Membran-Elektroden-Einheiten mit geringer Edelmetallbeladung, vorweist. | Laufzeit: 01/2026 - 12/2028

Im Projekt »mDC2H2« haben wir ein modulares, effizientes Gleichstromsystem zur Integration von PEM-Elektrolyseuren für die dezentrale Wasserstofferzeugung entwickelt. Schwerpunkt war die Entwicklung eines hocheffizienten DC/DC-Wandlers für die Spannungsanpassung zwischen DC-Bus und Elektrolyseur. Durch den Einsatz einer verlustarmen resonanten Schaltungstopologie und modernster SiC-Halbleiter konnten wir die Systemkosten wesentlich reduzieren. | Laufzeit: 11/2022 - 10/2024

Mittelständische Unternehmen sind aufgrund ihrer Mehrfachrolle als Verbraucher, Verteilnetzbetreiber und Erzeuger in der Energieversorgung ein wichtiger Baustein der Energiewende. Das Projekt »EMIDOS« widmet sich dabei auf mehreren Ebenen der zentralen Aufgabe, energieeffizientes Wirtschaften und erneuerbare Energien zusammenzubringen. Dafür entwickeln wir am Fraunhofer ISE digitale Lösungen, um mittelständischen Industrieunternehmen einen optimalen Betrieb ihrer Energieinfrastruktur zu ermöglichen. | Laufzeit: 01/2024 - 12/2026

Am Fraunhofer ISE arbeiten wir gemeinsam mit unseren Partnern daran, gebäudeintegrierte Photovoltaiklösungen in der EU und der Schweiz zu verbessern. Im Zentrum steht unsere Matrix-Shingling-Pilotanlage im Module-TEC (Link) des Fraunhofer ISE. Mithilfe der Anlage stellen wir Prototypen für die gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) her. Unser Angebot richtet sich an Unternehmen, die die Effizienz, Verschattungsresilienz und Ästhetik ihrer Produkte verbessern wollen. | Laufzeit: 11/2023 - 10/2026

Wärmespeicher sind ein zentraler Baustein einer klimaneutralen Wärmeversorgung. Es werden Speicher in einem breiten Größen- und Temperaturspektrum für Gebäude, Nah- und Fernwärmenetze und die Industrie benötigt. Im Projekt DRUCKSTORE entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit IPROconsult, IAB Weimar und m-tec neue Herstellungsverfahren auf Basis des Beton-3D-Drucks unter der Verwendung von Ultrahochleistungsbetonen (UHPC). Diese Kombination soll es ermöglichen, hochintegrierte Speicher bei geringem Materialeinsatz herzustellen und so kostengünstige und effiziente Lösungen zu entwickeln. | Laufzeit: 11/2025 - 10/2028

Das Projekt »ENLIGHTENED« bildet die gesamte Wertschöpfungskette organischer PV für Innenraumanwendungen im Herstellungsprozess der OPV-Firma Epishine ab, die auf diesen Bereich spezialisiert ist. Die Rolle des Fraunhoder ISE im Projekt umfasst – gemeinsam mit der FAU Erlangen-Nürnberg und Epishine die Weiterentwicklung der OPV-Technologie für Inneraumanwendungen. Verbesserte organische Halbleiter werden dafür von den Partnern Imperial College London und Brilliant Matters entwickelt. Die Europäische Komission fördert das Projekt »ENLIGHTENED«, das sich zum Ziel gesetzt hat, die Standards für die Produktion kostengünstiger und umweltfreundlicher OPV-Anwendungen für den Innenraum neu zu definieren und den Produkten damit zu Marktreife zu verhelfen. | Laufzeit: 09/2024 - 08/2027

Innovative Fertigungstechnologien z.B. für großflächige Displays ermöglichen die kostengünstige Herstellung von Einheiten aus tausenden verschalteten Halbleiterbauelementen durch Miniaturisierung, additive Fertigung, Parallelisierung, und Selbstausrichtung. Die Zielsetzung des Verbundprojekts »micro-CPV« ist die Entwicklung eines Konzentratorphotovoltaik-(CPV-) Moduls auf Basis dieser Technologien, um hohe PV-Leistung bei gleichzeitiger Ausnutzung von Kostensenkungspotenzialen in der Fertigung zu erreichen. | Laufzeit: 04/2020 - 12/2024

Die Kommunale Wärmeplanung (KWP) ist der Grundstein zu einer erfolgreichen Wärmewende vor Ort, denn die Vielfalt der erneuerbaren Wärmequellen und lokalen Gebäudestrukturen erfordert individuelle Lösungen, angepasst an die jeweilige Kommune. Doch wie lässt sich die Summe der individuellen Lösungen langfristig mit dem Erreichen der nationaler Klimaziele in den unterschiedlichen Sektoren vereinbaren? Welche Wechselwirkungen treten dabei zwischen lokaler Planung, übergeordneter Infrastrukturplanung und den Entwicklungen an den Energiemärkten auf? Und wie lassen sich kommunale Wärmepläne automatisiert auswerten, um diese Fragen überhaupt erst beantworten zu können? Mit diesen Forschungsfragen beschäftigt sich das Verbundprojekt KOMpare, in dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Öko-Instituts, des EWI und des Fraunhofer ISE sowie Mitarbeitende der Trianel und der digikoo beteiligt sind. | Laufzeit: 01/2025- 12/2027

Die chemische Industrie in Deutschland ist eine der energieintensivsten Branchen und steht vor der Herausforderung, ihre Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Durch die Integration von Hochtemperatur-Wärmepumpen in chemische Prozesse kann die Energieeffizienz verbessert und der CO2-Ausstoß gesenkt werden. Die Partner Evonik Operations GmbH und Fraunhofer ISE arbeiten gemeinsam an der Entwicklung innovativer Lösungen, um den CO2-Ausstoß zu reduzieren und die Energieefizienz der Industrie zu verbessern. | Laufzeit: 09/2024 - 08/2028

In diesem Projekt sollen kostengünstige Zell- und Modultechnologien basierend auf höchst-effizienten III-V Mehrfachsolarzellen für Märkte entwickelt werden, in denen hohe Wirkungsgrade besondere Vorteile versprechen, beispielsweise in elektrischen Flug- und Fahrzeugen. | Laufzeit: 09/2022 - 08/2025