TU Ilmenau startet SustEnMat-Projekt
Die Technische Universität Ilmenau startet morgen am 1. Oktober ein großangelegtes Forschungsprojekt zur Nachhaltigkeit hocheffizienter Energiematerialien. Mit solchen Materialien kann zum Beispiel der Wirkungsgrad von Solarzellen im Vergleich zu herkömmlichen Siliziumsolarzellen erheblich gesteigert werden.
Wie es in einer Mitteilung heißt, soll gleichzeitig die Bereitstellung regenerativer Energie aber auch ressourcenschonend, ökologisch verträglich und wirtschaftlich sein. Daran forscht nun, begleitet von einem Industriebeirat, ein interdisziplinäres Team der TU Ilmenau zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert das SustEnMat-Projekt mit fast fünf Millionen Euro für fünf Jahre im Themenschwerpunkt RessourcenEffizienz, mit dem sie technisch-naturwissenschaftliche Forschung zum nachhaltigeren Umgang mit natürlichen Ressourcen unterstützt.
Das Projekt-Akronym „SustEnMat“ steht für Sustainable Energy Materials: Materialien für nachhaltige Energie. Nachhaltigkeit bei der Energieerzeugung ist ein Gebot der Stunde, denn sie ermöglicht es, unabhängig von fossilen Energiequellen zu werden – und das in einer möglichst ökologisch verträglichen Kreislaufwirtschaft. Anders als bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe produziert ein nachhaltiges Energiesystem keine umweltschädlichen Kohlendioxidemissionen.
Zur Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische oder chemische Energie wird anspruchsvolle Halbleitertechnologie eingesetzt. Die Eigenschaften von Silizium, dem am häufigsten eingesetzten Halbleiter, sind aber für eine Anwendung in besonders hochwertigen Bauelementen nicht optimal. III-V-Verbindungshalbleiter haben dagegen hervorragende Eigenschaften für das gesamte Spektrum opto-elektronischer Bauelemente, die Rekordwerte nicht nur bei der Effizienz von Solarzellen und der direkten solaren Erzeugung von Wasserstoff ermöglichen, sondern auch bei der Umwandlung von Kohlendioxid in solare Brennstoffe. Allerdings ist das Gruppe-III-Element Indium rar, es findet sich so selten wie zum Beispiel Silber, und auch Gallium und Germanium kommen auf der Erde nur relativ selten vor. Ein weiteres Problem: Die Gruppe-V-Elemente Arsen und Antimon sind giftig und gesundheitsgefährdend.
Ziel des SustEnMat-Projekts ist es, die kritischen, weil seltenen oder giftigen Materialien durch den verstärkten Einsatz von Aluminium und Phosphor zu reduzieren oder gar zu ersetzen. Zudem soll die Halbleitertechnologie moderner Tandem- und Mehrfachsolarzellen so optimiert werden, dass die Anwendungen für hocheffiziente Solarenergiekonversion ressourcenschonender, ökologisch verträglicher und wirtschaftlicher werden.