Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISEIn diesem Geschäftsfeld bieten wir FuE-Leistungen zur Erzeugung, Wandlung sowie thermochemischen Weiterprozessierung von Wasserstoff. Bei der elektrochemischen Wasserstofferzeugung liegt unser Schwerpunkt auf Fragestellungen zur Wasserspaltung durch Strom in Polymerelektrolyt-Membran-Elektrolyseuren (PEM). Ebenfalls mit der PEM-Technologie entwickeln wir Brennstoffzellensysteme, besonders für den Mobilitätssektor. Wir betreiben für Wasserelektrolyseure und Brennstoffzellen multiphysikalische Simulationen und grundlegende elektrochemische Charakterisierungen von Zellen und Stacks. Unsere Arbeiten umfassen Entwicklung, Simulation und Testen von Einzelzellen, Zellstapeln und Gesamtsystemen, ebenso wie das Testen von Periphierie- und Zellkomponenten unter allen real vorkommenden Klimabedingungen. Weiterhin synthetisieren wir mit eigens entwickelten Katalysatoren Wasserstoff und Kohlendioxid mit thermochemischen Verfahren zu flüssigen Kraftstoffen und Chemikalien (Power-to-Liquids). Durch diese Verfahren ermöglichen wir die Kopplung der nachhaltigen Stromproduktion über die Wasserelektrolyse mit anderen Sektoren, z. B. Mobilität und Chemie.
Für Batteriematerialien, -zellen, -module und -systeme bieten wir FuE-Leistungen basierend auf gängigen und zukünftigen Technologien an. Dies umfasst die Analyse und die Erforschung neuer Materialzusammensetzungen und Zellarchitekturen, die Untersuchung neuer Fertigungsverfahren, des Aufbaus von Batteriezellen sowie deren Formierung und Charakterisierung. Wir analysieren Alterungsmechanismen und Möglichkeiten, die Zyklenfestigkeit und die kalendarische Lebensdauer zu steigern. Wir entwickeln auch komplette Batteriesystemprototypen inklusive thermischem Management und Batteriemanagement. Darüber hinaus begleiten wir unsere Partner im Rahmen von Feldprojekten bei der Integration in die verschiedensten Anwendungen und bei der zugehörigen Qualitätssicherung. Dazu zählen stationäre gewerblich und industriell genutzte Batteriespeicher genauso wie die Elektromobilität, angefangen von elektrischen Leichtfahrzeugen über PKWs bis hin zur Elektrifizierung beziehungsweise Hybridisierung von Schiffen.
