Anwendungs­orientierte Forschung

An Hochschulen und Forschungseinrichtungen arbeiten innovative Köpfe an Ideen und Konzepten, wie die Transformation unseres Energiesystems gelingen kann. Dabei stehen komplett neue Verfahren zur Produktion oder Speicherung von Energie genauso im Fokus wie vielversprechende Optimierungen vorhandener Technologien.

Anwendungs­orientierte Forschung

An Hochschulen und Forschungs­einrichtungen arbeiten innovative Köpfe an Ideen und Konzepten, wie die Trans­formation unseres Energies­ystems gelingen kann. Dabei stehen komplett neue Verfahren zur Pro­duktion oder Speicherung von Energie genauso im Fokus wie viel­versprechende Optimie­rungen vorhandener Techno­logien.

Meetup Anwendungsorientierte Forschung

Im Rahmen einer digitalen Veranstaltungsreihe stellen wir Ihnen am 14. September 2022 von 15:00 bis 16:00 die Nominierten in der Kategorie Anwendungsorientierte Forschung vor.
Melden Sie sich zum Meetup an und seien Sie gespannt auf  innovativen Projekte. Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme.
Der Innovationspreis prämiert in der Kategorie Anwendungs­orientierte Forschung die Entwicklung zukunftsweisender Anwendungen von gasförmigen Energieträgern wie Erdgas, Biomethan und Wasserstoff, die ein hohes Innovationspotenzial und gute Aussichten auf eine tatsächliche Umsetzung haben. Zur Teilnahme an der Ausschreibung berechtigt ebenso ein Beitrag zum erfolgreichen Transfer von wissenschaftlichen Forschungsergebnissen in die betriebliche Praxis.
Bewerben Sie sich bis zum 30. Juni 2022 in der Kategorie Anwendungs­orientierte Forschung.

In unserem Online-Meetup am 14. September 2022 haben die Nominierten für den Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2022 in der Kategorie Anwendungsorientierte Forschung ihre spannenden Projekte persönlich vorgestellt. Folgende Projekte sind nominiert:

  • H2-Indikator-Suprapartikel
  • Wasser­stoff­dorf
  • ORBIT II

Wasserstoff sichtbar machen: H2-Indikator-Suprapartikel

Die Wissenschaftler:­innen der FAU Erlangen-Nürnberg und des Fraunhofer ISC haben unsichtbares Wasser­stoff­gas (H2) für das bloße Auge sichtbar gemacht. Durch winzig kleine Partikel, sogenannte Supra­partikel, die in Sekunden­schnelle ihre Farbe verändern, sobald sich H2 in ihrer Umgebung befindet, können künftig Gefahren durch Brände und Explosionen verhindert werden. Die Entwicklung dieses Sensors bietet der künftigen Wasser­stoffw­irtschaft eine weitere wichtige Sicher­heits­vor­kehrung für die Erzeugung, den Transport und die Nutzung von Wasser­stoff.

Winzig klein mit großer Wirkung

Zwischen einem und zehn Mikro­meter groß sind die Supra­partikel, die unter anderem aus einem violetten Farb­indi­kator bestehen. Bei Kontakt mit Wasser­stoff verändern sie ihre Farbe:
  • Tritt einmalig Wasser­stoff aus, ändert der Sensor seine Farbe von Violett zu Pink.
  • Ist der Sensor direkt H2 ausgesetzt – strömt Wasser­stoff also gerade in diesem Moment aus – wird er farblos.
Durch die zwei Farbstufen des Wasser­stoff­sensors lassen sich Lecks nicht nur in Echt­zeit feststellen, sondern auch im Nach­hinein schnell und präzise lokali­sieren – weder Strom noch komplexe Mess­geräte werden benötigt. Schon geringe Konzentra­tionen des Gases können erkannt werden.

Durch die zwei Farbstufen des Wasserstoffsensors lassen sich Lecks nicht nur in Echtzeit feststellen, sondern auch im Nachhinein schnell und präzise lokalisieren – weder Strom noch komplexe Messgeräte werden benötigt. Schon geringe Konzentrationen des Gases können erkannt werden.

H2-Netz im Wasser­stoff­dorf

Im Chemie­park Bitterfeld-Wolfen in Sachsen-Anhalt ist in den letzten Jahren auf einem Versuchs­feld ein Wasser­stoff­dorf entstanden. Zusammen mit seinen Partnern unter­sucht und testet der Verteil­netz­be­treiber Mitnetz Gas auf 12.000 m2 den Trans­port, die Vertei­lung und Anwendung von Wasser­stoff.

Aufbau einer Modell-Wasser­stoff­infra­struktur

2019 startete das Versuchs­feld „HYPOS: H2-Netz“: Hier wurden neue Kunst­stoff­leitungen für den Transport von Wasser­stoff sowie deren unter- und ober­irdische Verlege­tech­niken untersucht. Hoch­dichte Kunst­stoff­lei­tungen und neue Materialien im Ver­teil­netz und in der Innen­instal­lation wurden erprobt, erforderliche Sicher­heits­techniken definiert und Wechsel­wirkungen von ver­schiedenen Geruchs­stoffen für das Gas­netz untersucht. Ende 2021 wurde „HYPOS: H2-Netz“ abge­schlossen.

Im Januar 2022 startete das Folge­projekt „H2-Infra­struktur – Effizienter und sicherer Betrieb von Wasser­stoff­ver­teil­netzen (H2-Infra)“ und setzt somit die Forschungs­reise im Wasser­stoff­dorf fort. Auf dem Gelände sind End­ver­braucher­technologien installiert, mit denen unter realitäts­nahen Bedin­gungen die Anwen­dung von Wasser­stoff in Haus­halt und im Gewerbe getestet wird.

Ziel von „H2-Infra“ ist, für zukünftige Anwen­dungen und Techno­logien eine extrem hohe Gas­qualität bereit­zu­stellen, Prozesse zu standar­disieren, die Funk­tiona­lität der Infra­struktur sicher­zu­stellen und Ver­sorgungs­sicher­heit zu gewährleisten. Mitnetz Gas be­trachtet in den kom­men­den drei Jahren ins­be­son­dere die Instand­haltung und die Betriebs­führung der Wasser­stoff­infra­struktur mit Fokus auf Gasdruckregel- und Mess­anlagen. Zudem sind die Entwick­lung spezieller Bildungs­pro­gramme für Mon­teure und Ingenieure und die Durch­füh­rung von Vor-Ort-Schu­lungen geplant.

Ziel von „H2-Infra“ ist, für zukünftige Anwendungen und Technologien eine extrem hohe Gasqualität bereitzustellen, Prozesse zu standardisieren, die Funktionalität der Infrastruktur sicherzustellen und Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Mitnetz Gas betrachtet in den kommenden drei Jahren insbesondere die Instandhaltung und die Betriebsführung der Wasserstoffinfrastruktur mit Fokus auf Gasdruckregel- und Messanlagen. Zudem sind die Entwicklung spezieller Bildungsprogramme für Monteure und Ingenieure und die Durchführung von Vor-Ort-Schulungen geplant.

Biologische Metha­nisierung durch Archaeen

Mit dem „ORBIT“-Projekt startete 2017 die Entwick­lung und Er­pro­bung eines Riesel­bett­reaktors zur biologischen Metha­nisie­rung. Archaeen, einzel­lige Mikro­ben, setzen hierbei Kohlen­stoff­dioxid und Wasser­stoff zu Methan und Wasser um. Das Pro­jekt dient der Speicherung von er­neuer­barem Strom als biologisch metha­nisier­ter Wasser­stoff.

Im Anschlussprojekt „ORBIT II“ wird der Bioreaktor um einen Elektrolyseur erweitert, in eine skalierbare Container­lösung integriert und weiter optimiert. In einem zwei­jäh­rigen Erprobungsbetrieb mit verschie­denen Industrie­gasen und einem Feld­test gewinnen die Projekt­betei­ligten neue Erkennt­nisse für den wirt­schaft­lichen Betrieb im indus­triellen Umfeld der Anlage.

Das Klär­werk in Pfaffen­hofen an der Ilm ist der Stand­ort für den Feld­test der erwei­terten Metha­nisie­rung und soll mit lokal produ­ziertem, erneuer­barem Strom versorgt werden. Alle Stoff- und Energie­ströme vor Ort werden dafür genutzt, das erhöht die Effizienz und Wirt­schaft­lich­keit und macht das System zu einer Kreis­lauf­wirt­schaft par excellence. Über die Bürger­energie-Ge­nossen­schaft Pfaffen­hofen wird die Bevölke­rung in das Projekt einge­bunden.

Projektpartner sind die Universität Regens­burg mit dem Lehr­stuhl für Mikro­biologie und dem dort ange­siedelten Archaeen­zentrum, der Lehr­stuhl für Energie­ver­fah­rens­technik an der FAU Erlangen-Nürnberg sowie die Indus­trie­unter­nehmen Oster­meier H2ydrogen Solutions GmbH und Schott AG.

Wird die bio­logische Metha­nisie­rung in großem Maß­stab eingesetzt, wird Wasser­stoff schnell nutzbar. Der Ertrag von Bio­gas und Klär­gas könnte dadurch ver­doppelt und die Gas­speicher in Deutsch­land zu drei Vierteln gefüllt werden. Die Nut­zung der beste­henden Gas­infra­struktur führt zu kommu­naler Ver­sorgungs­sicher­heit und Klima­schutz.

Wird die biologische Methanisierung in großem Maßstab eingesetzt, wird Wasserstoff schnell nutzbar. Der Ertrag von Biogas und Klärgas könnte dadurch verdoppelt und die Gasspeicher in Deutschland zu drei Vierteln gefüllt werden. Die Nutzung der bestehenden Gasinfrastruktur führt zu kommunaler Versorgungssicherheit und Klimaschutz.

Bekanntgabe der Nominierten

Nach Bewerbungsschluss sichtet und bewertet die unabhängige Jury die eingegangenen Bewerbungen. Wer für den Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2022 in der Kategorie „Anwendungs­orientierte Forschung“ nominiert wird, erfahren Sie hier.