: Eine künstliche Sonne für die Energiewende-Forschung

149 Hochleistungsstrahler bilden am DLR-Standort Jülich die größte künstliche Sonne der Welt und sollen die Entwicklung der solaren Treibstoffherstellung voranbringen. (Foto: DLR / Markus Hauschild)

Forscher am DLR-Institut für Solarforschung haben in der vergangenen Woche die größte künstliche Sonne der Welt eingeweiht. Mit der Forschungsanlage Synlight soll unter idealen Bedingungen die Produktion solarer Treibstoffe entwickelt werden.

29.03.2017 – Die neue Anlage steht am Standort des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) im nordrhein-westfälischen Jülich. Insgesamt 149 Xenon-Kurzbogenlampen mit je 7.000 Watt sind in dem dreistöckigen Synlight-Gebäude verbaut. Zum Vergleich: Für eine Kinoleinwand wird nur eine solche Lampe benötigt. Die 149 Hochleistungsstrahler können die Sonnen-Forscher auf eine Fläche von 20 x 20 Zentimeter fokussieren. Die Strahlen haben dann eine Leistung von bis zu 350 Kilowatt und die bis zu 10.000-fache Intensität der Solarstrahlung auf der Erde. Im Fokus der Lampen entstehen Temperaturen bis zu 3.000 Grad Celsius, die die Wissenschaftler zur Erforschung und Entwicklung solarer Treibstoffe nutzen wollen.

Im Mittelpunkt steht dabei Wasserstoff. Der Treibstoff wird seit längerem als Zukunftshoffnung gehandelt, weil bei seiner Verbrennung kein CO2 sondern Wasser und Wärme entstehen. Wasserstoff ist auf der Erde in großen Mengen verfügbar, allerdings gebunden in Wasser, das mit viel Energie zu Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten werden muss. Seit einigen Jahren gibt es Forschungen und Projekte zur Wasserstoff-Herstellung mittels Erneuerbarer Energien, zum Beispiel mit Power-to-Gas aus überschüssigem Windstrom. Die Erzeugung von Wasserstoff direkt aus Sonnenlicht verspricht den direktesten Weg und kann eine sehr hohe Effizienz erreichen.

Schnellere Entwicklung unter Laborbedingungen

Von der Theorie zur erfolgreichen und anwendungsnahen Praxis ist es aber noch ein weiter Weg, die Forschungsanlage Synlight soll dabei helfen, konstante und ideale Bedingungen zur Entwicklung zu schaffen. Gleichbleibende Testbedingungen, die schnell und exakt reproduziert werden können, seien besonders wichtig für schnelle Innovationszyklen, heißt es beim DLR. Und von null müssen die Forscher nicht anfangen: Bereits vor drei Jahren ist den Wissenschaftlern am DLR-Institut für Solarforschung die Herstellung von Wasserstoff mit Hilfe von Solarstrahlung geglückt. Damit solche Verfahren für die größere Anwendung und die Industrie interessant werden, muss der Maßstab mit der neuen Anlage nun vergrößert und der Prozess weiter erforscht und effizienter gemacht werden.

Finanziert wird das 3,5 Millionen Euro teure Projekt vom Land Nordrhein-Westfalen und dem Bundeswirtschaftsministerium. NRW-Umweltminister Johannes Remmel betonte die Wichtigkeit der Forschung: „Ohne Investitionen in innovative Forschung, in modernste Technologien und auch in weltweite Leuchtturmprojekte wie Synlight wird die Energiewende stecken bleiben.“ cw