„Deutschland muss seine ehrgeizigen Ziele im Blick behalten“
Prof. Dr. Bernd Rech ist wissenschaftlicher Geschäftsführer des HZB und aktuell Vizepräsident für den Forschungsbereich Energie in der Helmholtz-Gemeinschaft. © David Ausserhofer / HZB
Das Wissenschaftsjahr 2025 widmet sich dem Thema „Zukunftsenergie“ und die Helmholtz-Gemeinschaft leistet im Forschungsbereich Energie dazu entsprechende Spitzenforschung. Ein Gespräch mit Bernd Rech, Vizepräsident Energie der Helmholtz-Gemeinschaft und wissenschaftlicher Direktor am HZB zu Fragen wie: Wo steht Deutschland mit dem Umbau seines Energiesystems? Welchen Beitrag kann Forschung leisten? Und was ist mit Wasserstoff, Kernenergie und Kernfusion und den neuen Herausforderungen für eine sichere Versorgung in Zeiten von Cyberangriffen?
Wo steht Deutschland mit dem Umbau seines Energiesystems?
In Deutschland verzeichnen wir große Fortschritte bei der Transformation unseres Energiesystems. Unseren Strom etwa beziehen wir mittlerweile zu 60 Prozent aus erneuerbaren Energien, 1990 waren es noch unter fünf Prozent. Mit neuen Technologien arbeiten wir viel effizienter als noch vor wenigen Jahrzehnten. Auch deshalb hat der CO2-Ausstoß sich in Deutschland deutlich reduziert. Deutschlands Treibhausgasemissionen sind seit 1990 um etwa die Hälfte gesunken. Das Wirtschaftswachstum ist vom Energieverbrauch entkoppelt. Der Handlungsdruck ist aber nach wie vor groß, denn der Klimawandel schreitet voran und drei Viertel der globalen CO2-Emissionen werden durch den Energiebedarf verursacht. Von unserem gesamten Primärenergieverbrauch decken Erneuerbare in Deutschland inzwischen 20 Prozent ab. Es gibt also viel zu tun – besonders auch in den Bereichen Transport, Industrie und Wärme.
Bitte lesen Sie das vollständige Interview auf der Seite der Helmholtz-Gemeinschaft.
- Batterieforschung: Alterungsprozesse operando sichtbar gemachtLithium-Knopfzellen mit Elektroden aus Nickel-Mangan-Kobalt-Oxiden (NMC) sind sehr leistungsfähig. Doch mit der Zeit lässt die Kapazität leider nach. Nun konnte ein Team erstmals mit einem zerstörungsfreien Verfahren beobachten, wie sich die Elementzusammensetzung der einzelnen Schichten in einer Knopfzelle während der Ladezyklen verändert. An der Studie, die nun im Fachjournal Small erschienen ist, waren Teams der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Universität Münster sowie Forschende der Forschungsgruppe SyncLab des HZB und des Applikationslabors BLiX der Technischen Universität Berlin beteiligt. Ein Teil der Messungen fand mit einem Instrument im BLiX-Labor statt, ein weiterer Teil an der Synchrotronquelle BESSY II.
- Neues Instrument bei BESSY II: Die OÆSE-Endstation in EMILAn BESSY II steht nun ein neues Instrument zur Untersuchung von Katalysatormaterialien, Batterieelektroden und anderen Energiesystemen zur Verfügung: die Operando Absorption and Emission Spectroscopy on EMIL (OÆSE) Endstation im Energy Materials In-situ Laboratory Berlin (EMIL). Ein Team um Raul Garcia-Diez und Marcus Bär hat die Leistungsfähigkeit des Instruments an elektrochemisch abgeschiedenem Kupfer demonstriert.
- Grüner Wasserstoff: Käfigstruktur verwandelt sich in effizienten KatalysatorClathrate zeichnen sich durch eine komplexe Käfigstruktur aus, die auch Platz für Gast-Ionen bietet. Nun hat ein Team erstmals untersucht, wie gut sich Clathrate als Katalysatoren für die elektrolytische Wasserstoffproduktion eignen. Das Ergebnis: Effizienz und Robustheit sind sogar besser als bei den aktuell genutzten Nickel-basierten Katalysatoren. Dafür fanden sie auch eine Begründung. Messungen an BESSY II zeigten, dass sich die Proben während der katalytischen Reaktion strukturell verändern: Aus der dreidimensionalen Käfigstruktur bilden sich ultradünne Nanoblätter, die maximalen Kontakt zu aktiven Katalysezentren ermöglichen. Die Studie ist in „Angewandte Chemie“ publiziert.