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Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat im Rahmen des Projekts »LAENDLE« gemeinsam mit einem Industriepartner ein neues Verfahren für die Trockenbeschichtung für Elektroden von Natrium-Ionen-Batterien entwickelt. Dieses kommt ohne Lösungsmittel und PFAS-Chemikalien (sogenannte Ewigkeits-Chemikalien) aus und reduziert Produktionskosten und Ressourcenverbrauch. Für heimische Unternehmen ergibt sich so eine Chance für den Markteintritt in eine neue Branche.

Allein in Deutschland landen jedes Jahr etwa eine Million leistungsfähiger Akkus von E-Bikes oder Scootern frühzeitig im Müll, obwohl sie oft noch einen Großteil ihrer Kapazität besitzen. Gleichzeitig sind stationäre Strom-speicher teuer und ressourcenintensiv in der Herstellung. Das Freiburger Start-Up EDENenergy löst beide Probleme: Es entwickelt modulare Industriespeicher aus Second-Life-Akkus, die leistungsstark, kostengünstig und nachhaltig sind. Die ehemaligen Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE setzen auf ein System mit austauschbaren Batteriemodulen und einer flexiblen Leistungselektronik, die heterogene Batterien effizient und sicher in stationären Speichern kombiniert.

Siliziumreiche Lithium-Ionen-Batterien versprechen hohe Energiedichten für Anwendungen in der Elektromobilität, Luft- und Raumfahrt sowie in stationären Speichern. Ihre industrielle Anwendung wird bislang jedoch insbesondere durch die begrenzte Zyklenlebensdauer. Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE ist es im Projekt »StrOboBatt« gelungen, selbst gefertigte 25-Ah-Pouchzellen mit siliziumreichen Anoden über mehr als 1000 Vollzyklen zu betreiben. Die Vollzellen wiesen anschließend noch über 83 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität auf, bei einer gravimetrischen Energiedichte von 280 Wh/kg in einem nicht optimierten Forschungszellformat. Damit ist ein wichtiger Schritt hin zur Anwendung von siliziumreichen Anoden für Hochenergiebatterien gelungen.

Die Baubranche zählt zu den größten Ressourcenverbrauchern in Deutschland. Gleichzeitig steckt in Bestandsgebäuden ein großes Potenzial, wertvolle Rohstoffe durch sogenannte R-Strategien länger im Kreislauf zu halten. Hier setzt das Verbundprojekt »GLADIR« unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE an: Der Einsatz digitaler Technologien soll Wiederverwendung (Reuse), Wiederaufarbeitung (Remanufacturing) und hochwertiges Recycling von Bestandsgläsern im Bauwesen (sog. Flat-to-Flat-Recycling) steigern. Dazu soll auch die Entwicklung innovativer Fenster- und Fassadensysteme beitragen.

Industrieprozesse benötigen große Mengen Wärme – häufig als Heißwasser, Druckheißwasser oder Dampf. Groß- und Hochtemperaturwärmepumpen gelten als die zentrale Alternative zur fossilen Wärmeerzeugung. Dazu müssen Anlagen, Komponenten und Betriebsführung auf hohe Temperaturen und dynamische Einsatzbedingungen ausgelegt werden. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben in einem neuen Teststand für Hochtemperaturwärmepumpen die Bereitstellung von Prozessdampf bis zu 160 °C sowie von Druckheißwasser detailliert analysiert. Zudem wurden bei einem Monitoring von fünf Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen Erkenntnisse zu Auslegung und Betriebsführung aus dem realen Anlagenbetrieb gewonnen. Es zeigte sich, dass Großwärmepumpen im realen Betrieb zuverlässig funktionieren und die erforderlichen Betriebspunkte erreichen, wenn die Komponenten, Regelung, hydraulische Einbindung und Betriebsstrategie richtig ausgelegt und umgesetzt werden.