Professor tüftelt an Elektrolyseuren mit Super-Ökobilanz, die der Luft CO2 entziehen und daraus E-Brennstoff machen

Dresden/Los Angeles, 25. April 2022. Die „Minerals, Metals & Materials Society“ (TMS) hat den Dresdner Keramikforscher Prof. Alexander Michaelis mit der Auszeichnung „Acta Materialia Hollomon Award for Materials and Society 2022“ geehrt. Damit würdigte die US-Organisation die Verdienste des 58-jährigen Physikers um die Materialwissenschaften. Das hat das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) mitgeteilt, das von Michaelis geleitet wird.

Erster Preisträger aus Europa

Michaelis habe als erster Europäer diesen Preis bekommen, hieß es vom Institut. Zuvor habe der Wissenschaftler bereits den „Rustum Roy Lecture Award 2021“ bekommen.

IKTS zu einem der größten Keramikinstitute weltweit gewachsen

Alexander Michaelis leitet in Dresden seit 2004 das IKTS wie auch den Lehrstuhl für Anorganisch-Nichtmetallische Werkstoffe an der TU Dresden. „Unter seiner Leitung hat sich das Fraunhofer IKTS zu einem der größten Keramikforschungsinstitute weltweit entwickelt – mit heute mehr als 800 Beschäftigten und einem Jahresbudget von 83 Millionen Euro“, würdigt das IKTS seinen Chef.

Hochtemperatur-Energietechnik im Fokus

In seinen Forschungen fokussiert sich Michaelis unter anderem auf keramikbasierte Brennstoff-Zellen (SOFC) und Elektrolyseure (SOE), die bei besonders hohen Temperaturen bis zu 1000 Grad arbeiten. Dabei handelt es sich einerseits um Minikraftwerke, die elektrische Energie und Wärme aus Wasserstoff gewinnen, anderseits um Anlagen, die unter Stromzufuhr Wasser und Wasserstoff und Sauerstoff spalten. Im Vergleich zu ihren weniger heißen „Schwestern“, die beispielsweise mit Proton-Austauschmembranen (PEM) oder Alkali-Technik arbeiten, sind sie teurer, arbeiten dafür aber mit einem um bis zu 30 Prozent höherem Wirkungsgrad.

Keramische Elektrolyseure arbeiten besonders effizient – sind aber noch recht teuer

Gerade die Hochtemperatur-Elektrolyseure kommt noch ein weiterer Nutzen hinzu: Sie können beispielsweise mit Sonnenstrom erzeugten Wasserstoff in Zusatzanlagen mit Kohlendioxid aus der Luft kombinieren und so Synthese-Gas produzieren – das sich wiederum zu elektrisch erzeugtem Diesel weiterverarbeiten lässt. Da sie der Atmosphäre dabei Treibhausgase entziehen, könnten sie insofern so gebaut werden, dass sie nicht nur auf eine neutrale Umweltbilanz kommen, sondern sogar die Umwelt von CO2 entlasten.

Durchbruch für E-Diesel-Massenproduktion und Umschalttechnik steht noch aus

Zudem lassen sie sich prinzipiell auch umschaltbar konstruieren, so dass sie abwechselnd Wasserstoff erzeugen oder daraus Strom gewinnen. Mit E-Diesel-Produktion und Umschaltmodus hatte in der jüngeren Vergangenheit auch bereits der IKTS-Nachbar „Sunfire“ in Dresden schon experimentiert – allerdings ohne einen Marktdurchbruch zu erzielen.

Forscher wie Michaelis versuchen daher seit geraumer Zeit, die Anschaffungskosten für die Hochtemperatur-Energietechnik zu senken und andere Hemmnisse zu beseitigen, die eine massenhafte Produktion und Anwendung von SOCs und SOFCs bisher verhindert haben.

Alexander Michaelis hatte 1984 bis 1990 Laser- und Plasma-Physik an der Uni Düsseldorf studiert, wo er auch promovierte. Danach forschte er unter anderem im Mikroelektronik-Labor der Uni North Carolina, war bei Siemens, Infineon, Bayer und Starck tätig, bevor er 2004 nach Dresden ging, um wieder den akademischen Weg einzuschlagen.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: IKTS, TUD, Oiger-Archiv

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