Ich forsche im Brennstoffzellenlabor des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE. In unserem Team entwickeln wir die Membran-Elektroden-Einheit – den Teil einer Brennstoffzelle, wo der Wasserstoff zu Strom, Hitze und Wasser umgewandelt wird. Hochqualitative Membran-Elektroden-Einheiten, die effizient, kostengünstig und nachhaltig hergestellt werden, sind essenziell für erfolgreiche Brennstoffzellen-Mobilität. Unsere Forschung in diesem Bereich trägt dazu bei, die Produktion von Brennstoffzellen im großen Stil umsetzen zu können.

Meine Forschung konzentriert sich darauf, Prozessbedingungen wie Temperatur und Druck zu optimieren, basierend auf Untersuchungen zu den Materialeigenschaften. Außerdem entwickle ich die Produktionsprozesse der Membran-Elektroden-Einheiten weiter.

Es ist sehr inspirierend und motivierend, in einem interdisziplinären Team an der Verbesserung des Energiesystems zu arbeiten. Und meine Arbeit erfüllt mich oft mit Demut, weil ich vieles nicht weiß und ich nur davon erfahre, weil sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit diesen Herausforderungen stellen.

Ein sicherer und stabiler Zugang zu Energie für alle Gemeinden könnte viel zu einer nachhaltigen Gesellschaft beitragen. Um das zu erreichen, sind Investitionen, politischer Wille, Anreize, Zusammenarbeit, Forschung und Veränderungen im Konsumverhalten notwendig. Viele Faktoren spielen eine zentrale Rolle, wenn es um die Gestaltung der Energieversorgung von morgen geht.

Mit meinem Team arbeite ich daran, die Alterung von Batterien und deren Einflussfaktoren besser zu verstehen. Die gewonnenen Erkenntnisse nutzen wir einerseits dazu, die Verwendung von Batterien so zu verändern, dass sie langsamer altern und besser ausgenutzt werden können. Ziel ist es, dass wir seltener neue Batterien brauchen und damit auch weniger Rohstoffe.

Andererseits nutzen wir unser Wissen, um den Zustand von Batterien im Betrieb besser erkennen und vorhersagen zu können. Damit können wir sie austauschen, bevor sie in einen kritischen Zustand gelangen oder plötzlich nicht mehr nutzbar sind.

Wir forschen an einem Thema, das direkt für die Elektromobilität und die Energiewende wichtig ist. Mit unseren Erkenntnissen helfen wir, natürliche Ressourcen zu schonen. Außerdem finde ich es inspirierend, in einem interdisziplinären Bereich zu arbeiten: Für die Verbesserung von Batterien braucht es Kompetenzen aus Physik, Chemie, Materialwissenschaften, Produktionstechnik, Elektrotechnik, Informatik, Wirtschaft und weiteren Fachrichtungen.

Weiterhin arbeiten wir eng mit der Industrie zusammen. Auch internationale Kooperationen sind üblich. Es macht mir Spaß, mit vielen unterschiedlichen Menschen zusammenzuarbeiten.

Die Energieversorgung der Zukunft sollte komplett auf Erneuerbaren Energien basieren. Das erfordert mehr Speicherkapazität, nicht nur von Batterien, sondern auch von anderen Technologien. Gleichzeitig müssen vorhandene Ressourcen effizienter genutzt werden, zum Beispiel auch die Batterien in zurzeit ungenutzten Fahrzeugen.

Außerdem wird die Energieversorgung dezentraler. Bürgerinnen und Bürger haben einen größeren Anteil daran, indem sie ihre eigene Energie erzeugen und speichern.

Ich arbeite am experimentellen Fusionsreaktor ASDEX Upgrade in Garching bei München. Dort erforsche ich, wie man Fusionsreaktoren möglichst effizient und langlebig betreiben kann. In unserem Konzept der Magnetfusion wird extrem heißes Plasma (bis zu 100 Millionen Grad Celsius) mithilfe starker Magnetfelder eingeschlossen, um Fusionsreaktionen zu ermöglichen. Der Einschluss im Magnetfeld schützt die Innenwand des Reaktors, damit sie nicht beschädigt wird.

Ich untersuche mithilfe von Spektroskopie – das heißt durch die Analyse des vom Plasma ausgesendeten Lichts –, wie sich Dichte und Temperatur am Rand des Plasmas unter verschiedenen Magnetkonfigurationen verhalten. Ziel ist es, den sogenannten „Detachment“-Zustand besser zu verstehen, bei dem das Plasma sich von der Wand ablöst und die Materialbelastung deutlich sinkt.

Der menschengemachte Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Wir brauchen dringend nachhaltige, grüne Energiequellen. Fusion bietet hier enormes Potenzial: Bei der Reaktion entstehen keine CO2-Emissionen und der Brennstoff ist fast unbegrenzt verfügbar. Im Gegensatz zur Kernspaltung ist Fusion inhärent sicher und produziert keinen langlebigen, hochradioaktiven Abfall.

Verglichen mit Erneuerbaren Energien ist ein Fusionsreaktor sehr kompakt und kann auf einer viel kleineren Fläche gebaut werden. Zudem ist Fusionsenergie grundlastfähig. Das heißt, sie hängt nicht von externen Faktoren wie Sonne oder Wind ab. Mich motiviert die Chance, an einer Technologie mitzuarbeiten, die eine saubere, gerechte und globale Energiezukunft ermöglichen kann.

Um bereits jetzt auf die Gefahr des Klimawandels zu reagieren, sehe ich den größten Handlungsbedarf darin, Energie einzusparen und die Energieeffizienz zu steigern. Damit können wir sowohl den Ausstoß von CO2 als auch die Nutzung kritischer Ressourcen reduzieren. Gleichzeitig brauchen wir bessere Technologien zur Energiespeicherung, um Erneuerbare Energien verlässlich nutzen zu können.

Langfristig sehe ich eine Kombination aus verschiedenen Energiequellen, um die Energieversorgung zu gewährleisten: Erneuerbare Energien wie Sonne und Wind decken einen Teil des Bedarfs, ergänzt durch Energiespeicher. Meiner Meinung nach wird die Fusion als grundlastfähige, klimafreundliche Technologie vor allem in urbanen Regionen eine wichtige Rolle spielen. Entscheidend ist dabei, dass diese Technologien weltweit gemeinsam erforscht und gerecht geteilt werden – denn der Klimawandel ist ein globales Problem, das wir nur gemeinsam lösen können.

Die geopfalz, eine Tochtergesellschaft der Stadtwerke Speyer und Schifferstadt, entwickelt ein Geothermieprojekt mit neuartigem Konzept. Wir, die AG „Ingenieurgeologie und Felsmechanik“ der Ruhr-Universität Bochum, dürfen das Projekt wissenschaftlich begleiten. Das ist fantastisch. Das BMFTR und das BMWE fördern unsere Arbeiten.

In dem Projekt soll das heiße Wasser aus der Tiefe genutzt werden, um das existente Fernwärmenetz zu speisen. Das neue Konzept gewinnt die Wärme schonender als herkömmliche Ansätze; die benötigten Bohrungen, um das heiße Wasser zu fördern, ‚fiedern’ auf und verteilen so die Drücke. Wir werden viel mehr darüber lernen, wie der Untergrund funktioniert, wenn wir die Energie nutzen. Wenn wir das verstanden haben, lassen sich auch Energiespeicherkonzepte entwickeln. Die Energiespeicherung ist nämlich eine der größten Herausforderungen der Energiewende.

Ich habe Ingenieurgeologie und Rohstofftechnik an der TU Berlin und KTH Stockholm studiert. Währenddessen habe ich schnell realisiert, dass die Lösungen für viele tiefgreifende gesellschaftliche Herausforderungen in der Geologie liegen. Damals waren es unter anderem die Themen Rohstoffförderung, Kohlenwasserstoffe und Endlagerung radioaktiver Abfälle. Heute kommen Geothermie und Energiespeicherung dazu.

Mittlerweile ist es für mich weniger Inspiration als die tiefgehende Überzeugung, dass jeder die Energiewende mitgestalten muss – also auch ich! Der Klimawandel ist greifbar, das sieht man zum Beispiel am Rückgang der Gletscher. Der Mensch hat diesen Prozess maßgeblich beschleunigt. Ich möchte daher Konzepte erarbeiten, die diesen Prozess verlangsamen.

Wir haben bereits heute so viele alternative Energiequellen, die in Kombination mit Speichertechnologien und einer modernen Stromnetzarchitektur funktionieren könnten. Für die Stromerzeugung haben wir unter anderem Windkraft, Photovoltaik und Biomasse, für die Erzeugung von Wärme zusätzlich Geothermie. Die Energie aus Geothermie und Biomasse steht konstant zur Verfügung, aus Wind und Sonne fluktuierend. Bereits heute produzieren wir zeitweise mehr Strom als wir benötigen; und der Ausbau schreitet voran.

Wir brauchen also Speicherkonzepte für die Energieversorgung der Zukunft. Die Speicherung der Energie (umgewandelt aus Strom in Wasserstoff, Druck oder Wärme) im Untergrund hat den Vorteil, dass wir uns die Landschaft nicht zubauen und die Energie sicher verwahren. Aus der gespeicherten Energie können wir dann Wärme und sogar Strom gewinnen, wenn wir sie brauchen.