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Solare Treibstoffherstellung

Künstliche Sonne beflügelt Energiewende

26. März 2017, 09:30 Uhr   |  Heinz Arnold

Künstliche Sonne beflügelt Energiewende
© Caroline Seidel

Synlight, die künstliche Sonne von Jülich, besteht aus 149 Xenon-Kurzbogenlampen mit Leistungen bis 350 kW. Auf eine Fläche von 20 mal 20 Zentimeter fokussiert, führt dies zu einer enormen Intensität des künstlichen Sonnenlichts und zu den hohen Temperaturen bis 3000 °C.

Wie lassen sich solare Treibstoffe im großen Maßstab produzieren? Dies ist nur eine Frage, die Synlight, die neue künstliche Sonne von Jülich, beantworten soll.

Wozu soll eine künstliche Sonne erstrahlen? Um damit die 10.000fache Intensität der Solarstrahlung auf der Erde zu erzeugen und auf Temperaturen von bis zu 3000 °C zu kommen: In dieser Umgebung lässt sich sehr gut untersuchen, wie sich Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten lässt – nur mit Sonnenenergie.

Die größte künstliche Sonne der Welt – Synlight genannt –, die seit einigen Tagen in Jülich auf Knopfdruck scheint, trägt dazu bei, die solare Treibstoffherstellung weiter zu entwickeln und die Energiewende voranzutreiben. Es lassen sich aber auch Alterungsprozesse von Materialien zeitlich gerafft realisieren – ein interessanter Aspekt, sowohl für die Raumfahrt, als auch für die Industrie.

Selbstverständlich trifft die Strahlung der Sonne nie mit dieser Intensität auf die Erde, wie sie die künstliche Sonne erzeugt. Doch auf diese hohe Leistung kommt es an, weil sich nur so  schnelle Innovationszyklen in der Entwicklung realisieren lassen. Denn nur so herrschen gleichbleibende Testbedingungen, die schnell und exakt reproduziert werden können.

Synlight . Sonne auf Knopfdruck

Dr. Georg Menzen (BMWi) und Prof. Dr. Karsten Lemmer, Vorstand für Energie und Verkehr des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Inspektion der künstlichen Sonne
DLR-Gebäude, Standort Jülich

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Damit wollen die Forscher die künstliche Herstellung von Wasserstoff, die ihnen im Labormaßstab bereits vor Jahren gelungen ist, nun in die Massenfertigung bringen.
Dazu erstrahlen in dem dreistöckigen Synlight-Gebäude insgesamt 149 Xenon-Kurzbogenlampen mit Leistungen bis 350 kW. Zum Vergleich: in einem großen Kinosaal wird die Leinwand durch eine einzelne Xenon-Kurzbogenlampe bestrahlt.
 
Die Wissenschaftler können die Strahler, deren Spektrum der UV-Strahlung dem der Sonne gleicht, auf eine Fläche von 20 mal 20 Zentimeter fokussieren. Das führt dann zu der enormen Intensität des künstlichen Sonnenlichts und zu den hohen Temperaturen bis 3000 °C.

Diese Energie ist auch erforderlich, um Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Im besten Fall kommt diese Energie von der Sonne, sagt DLR-Vorstand Prof. Dr. Karsten Lemmer: »Erneuerbare Energien bilden zukünftig das Rückgrat für die weltweite Energieversorgung. Solar erzeugte Kraft-, Treib- und Brennstoffe bieten große Potentiale für die Langzeitspeicherung, die Erzeugung chemischer Grundstoffe und die Reduzierung von CO2-Emissionen. Synlight gibt unseren Forschungen auf diesem Gebiet Rückenwind.«

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