Fraunhofer-Institute und SGC Energy bündeln Energieforschung

Die beiden Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung (IAP) und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) wollen gemeinsam mit dem südkoreanischen Unternehmen SGC Energy neue Technologien für Energieumwandlung und -speicherung entwickeln. Die Partner haben dafür ein Memorandum of Understanding unterzeichnet. Im Mittelpunkt stehen laut Fraunhofer die Nutzung von Kohlendioxid, Wasserstofftechnologien, Brennstoffzellen und Batterien.

Eine zentrale Rolle soll die sogenannte CO2-Elektrolyse spielen. Dabei wird Kohlendioxid mithilfe von Strom elektrochemisch in Ausgangsstoffe für chemische Produkte oder synthetische Kraftstoffe umgewandelt. Fraunhofer sieht darin unter anderem eine Möglichkeit, CO2 als Rohstoff weiterzuverwenden, anstatt fossile Ausgangsstoffe einzusetzen. Als mögliches Anwendungsfeld nennt das Institut nachhaltige Flugkraftstoffe, sogenannte Sustainable Aviation Fuels (SAF).

Für Südkorea wollen die Partner untersuchen, wie sich diese Technik mit den CO2-Abscheidungsanlagen von SGC Energy verbinden lässt. Ziel ist laut Fraunhofer, damit eine Grundlage für die industrielle Umsetzung und Vermarktung der Technologie zu schaffen. CO2 könnte auf diese Weise stärker in industriellen Kreisläufen genutzt werden.

Membranen sollen Technik effizienter machen

Die Partner übernehmen dabei unterschiedliche Aufgaben. Das Fraunhofer IAP im Potsdam Science Park bringt seine Forschung an Membranen und polymeren Energiematerialien ein. Fraunhofer Umsicht steuert Kenntnisse in Elektrochemie, Anlagenbau und Systemintegration bei. SGC Energy soll unter anderem CO2- und Stromressourcen sowie Engineering-Know-how für die industrielle Umsetzung bereitstellen.

Besonderen Entwicklungsbedarf sieht Fraunhofer bei den Membranen für die CO2-Elektrolyse. Sie trennen Stoffe voneinander und ermöglichen den Transport von Ionen. Dadurch beeinflussen sie unter anderem Effizienz, Selektivität und Lebensdauer elektrochemischer Anlagen. Für die Wasserstoffelektrolyse gebe es bereits etablierte Lösungen, bei der CO2-Elektrolyse seien dagegen weitere Entwicklungen notwendig.

Das IAP arbeitet unter anderem an Hochleistungsmembranen ohne per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS). Das Institut will die Materialien bis in einen industrienahen Maßstab skalieren. Neben Membranen entwickelt es auch polymere Festelektrolyte und Binder für Batterien. PFAS-freie Lösungen könnten nach Angaben von Fraunhofer zudem mit Blick auf mögliche künftige regulatorische Anforderungen an Bedeutung gewinnen.

Fraunhofer Umsicht entwickelt parallel CO2-Elektrolysezellen und Stackkonzepte. Das Institut untersucht außerdem, wie sich die Technik in bestehende Industrieanlagen integrieren lässt. Damit soll Umsicht die Materialentwicklung des IAP mit der späteren industriellen Anwendung bei SGC Energy verbinden.

IAP-Leiter Alexander Böker sieht einen Vorteil darin, Materialentwicklung, Systemintegration und praktische Anwendung gemeinsam zu betrachten. Für CO2-Elektrolyse, Wasserstoff, Brennstoffzellen und Batterien brauche es leistungsfähige Materialien und robuste Komponenten sowie einen engen Bezug zur späteren Anwendung, sagte Böker.

Konkrete Projekte noch offen

Die jetzt geschlossene Vereinbarung legt zunächst den Rahmen für die Zusammenarbeit fest. Konkrete Forschungs- und Entwicklungsprojekte haben die Partner noch nicht benannt. Sie wollen diese nach Angaben von Fraunhofer in den kommenden Monaten definieren und anschließend umsetzen. 

Fraunhofer-Umsicht-Leiter Christian Doetsch betonte, für die Transformation industrieller Energiesysteme müssten neue Materialien, elektrochemische Verfahren und skalierbare Anlagenkonzepte zusammengeführt werden. SGC Energy will nach Angaben von Strategiechef Ken Yoon vor allem die Verbindung zwischen Forschung und industriellen Anforderungen nutzen. (ds)