Neue Schutzschicht macht Akkus leistungsfähiger
Die Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus erhöhen – eine am PSI entwickelte nachhaltige Methode zur Kathodenoberflächenbeschichtung macht’s möglich.
Anionic Disorder and Its Impact on the Surface Electronic Structure of Oxynitride Photoactive Semiconductors
The conversion of solar energy into chemical energy, stored in the form of hydrogen, bears enormous potential as a sustainable fuel for powering emerging technologies. Photoactive oxynitrides are promising materials for splitting water into molecular oxygen and hydrogen. However, one of the issues limiting widespread commercial use of oxynitrides is degradation during operation. While recent studies have shown the loss of nitrogen, its relation to reduced efficiency has not been directly and systematically addressed with experiments. In this study, we demonstrate the impact of the anionic stoichiometry of BaTaOxNy on its electronic structure and functional properties. Through experimental ion scattering, electron microscopy, and photoelectron spectroscopy investigations, we determine the anionic composition ranging from the bulk toward the surface of BaTaOxNy thin films. This further serves as input for band structure computations modeling the substitutional disorder of the anion sites. Combining our experimental and computational approaches, we reveal the depth-dependent elemental composition of oxynitride films, resulting in downward band bending and the loss of semiconducting character toward the surface. Extending beyond idealized systems, we demonstrate the relation between the electronic properties of real oxynitride photoanodes and their performance, providing guidelines for engineering highly efficient photoelectrodes and photocatalysts for clean hydrogen production.
Mit nachhaltigem Kerosin abheben
Weltweit arbeiten Forschende daran, neue Produktionswege für klimaneutralen
Flugtreibstoff zu finden und zu optimieren. Am PSI verfolgen sie gemeinsam
mit der Industrie einen vielversprechenden Ansatz.
Ein komplexes Versprechen
Zur klimaneutralen Luftfahrt gehört mehr als nur die Reduktion der Emissionen beim Fliegen selbst. Eine Studie des PSI analysiert, was zum Erreichen des Fernziels nötig ist.
iLab und Synfuels an den Energy Days! im Verkehrshaus
18., 19. und 20. Oktober 2024
Das iLab vom Paul Scherrer Institut ist bei den Energy Days! mit spannenden Workshops dabei. Erfahre, wie wir durch innovative Technologien wie Power-to-Gas erneuerbare Energie speichern und die Energiewende voranbringen können.
Wo soll Wasserstoff in Zukunft produziert werden?
Forschende des PSI haben untersucht, wo der Wasserstoff für eine zukünftige Wasserstoffökonomie produziert werden sollte und welche Folgen für die Umwelt dieser Energieträger mit sich bringt.
Nachhaltiger Flugtreibstoff vom PSI-Campus
In Zusammenarbeit mit dem Klima-Start-up Metafuels entsteht auf dem PSI-Campus eine Pilotanlage zur Herstellung von nachhaltigem Flugtreibstoff.
Promotion versus Poisoning in Copper–Gallium-Based CO2-to-Methanol Hydrogenation Catalysts
Cu–Ga-based CO2-to-methanol hydrogenation catalysts display a range of catalytic performance, depending on their preparation. Here, we investigated how the Ga/Cu ratio and Ga speciation affect the catalytic activity. Using surface organometallic chemistry, we prepared a series of silica-supported 3–6 nm Cu1–xGaxOy nanoparticles with a range of xGa. The materials display a volcano-type activity behavior, where methanol formation is promoted when xGa < 0.13–0.18 and is suppressed at higher values, indicating a poisoning of the catalysts. In situ X-ray absorption spectroscopy and in situ infrared spectroscopy helped to understand the structure-activity relationship.
Wie sauber ist Wasserstoff für die Energiewende?
Wasserstoff kann für den Übergang zu einem Netto-Null-Energiesystem von entscheidender Bedeutung sein – allerdings muss er dafür richtig produziert werden.
Methan als Energiespeicher
Forschende des PSI und des Start-ups AlphaSYNT arbeiten zusammen an einer Lösung, wie effizient Energie gespeichert werden kann.
Flugzeuge nachhaltig antreiben
Fliegen ohne CO2-Fussabdruck – das PSI und die Firma Metafuels AG entwickeln eine neue Technologie zur Produktion von nachhaltigem Flugtreibstoff.
Energie-Effizienz in Zeiten einer möglichen Strom-Mangellage
Wie das PSI den eigenen Betrieb und die Grossforschungsanlagen stetig verbessert.
Vorbereiten auf Energie-Mangel und Blackout
Peter Burgherr ist Risikoforscher am PSI. Im Interview spricht er über eine mögliche Strommangellage im kommenden Winter und wie man sich darauf vorbereiten kann.
Mist und Gülle sind unternutzte Energie-Ressourcen
In Hofdünger steckt eine Menge Energie, die viel zu wenig genutzt wird. So der Tenor eines White Papers von Schweizer Bioenergieforschenden.
Aus Biomasse das Maximum an Energie herausholen
Forschende des PSI starten den Betrieb einer revolutionären Pilotanlage zur Produktion von synthetischem Biogas.
Kohlendioxid effektiv aus der Atmosphäre entfernen
Bei sorgfältiger Planung ist CO2-Abscheidung technisch effektiv möglich.
«Ohne diese Technologien erreichen wir unsere Klimaziele kaum»
Für Klimaneutralität müssen Technologien eingesetzt werden, die CO2 aus der Atmosphäre entfernen.
Grüne Treibstoffe für den Flugverkehr
In einer neuen Initiative wollen PSI und Empa gemeinsam einen Prozess entwickeln, um Kerosin aus erneuerbaren Ressourcen herzustellen.
Grundlagen für das Energiesystem von morgen
Auf dem Weg zu einem nachhaltigen Energiesystem werden Technologien immer wichtiger, die dabei helfen, Energie flexibel umzuwandeln und effizient zu speichern. ReMaP, eine neuartige Forschungsplattform, will diese drängenden Themen realitätsnah untersuchen.
Sauberes Biogas für eine erfolgreiche Energiewende
In einer Biogasanlage bei Luzern haben PSI-Forschende ihr Lager aufgeschlagen. Zwischen Wiesen und riesigen Fermentern untersuchen sie, wie sie aus dem Biogas Verunreinigungen entfernen können, um diesen Energieträger noch besser nutzbar zu machen.
Ökobilanz von Personenwagen – neues Webtool hilft Privatpersonen und Forschenden
Entscheidungshilfe beim Autokauf: Forschende des Paul Scherrer Instituts haben ein Webtool namens «Carculator» entwickelt, mit dem sich detailliert die ökologische Bilanz von Personenwagen vergleichen lässt.
Langfristige Entwicklungen von Energiepreis und -verbrauch in der Industrie
Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben in einem vom Schweizer Bundesamt für Energie (BFE) geförderten Forschungsprojekt untersucht, wie sich der Energieverbrauch der Schweizer Industrie in Abhängigkeit von den Energiepreisen entwickelt. Ein Resultat: Preissteigerungen bei der Energie wirken sich meist nur langfristig auf den Energieverbrauch aus.
«Schon heute ist Elektro die richtige Wahl»
Ein Interview über Fahrzeugantriebe mit Christian Bauer, Wissenschaftler am Labor für Energiesystemanalyse des PSI und spezialisiert auf Lebenszyklus- und Nachhaltigkeitsanalysen.
Vorfahrt für E-Autos
Benziner, Diesel, Brennstoffzelle oder Elektro – welches Auto hat Zukunft? Eine PSI-Studie hat die Klimabilanz verschiedener heutiger Antriebe untersucht und zudem ins Jahr 2040 projiziert.
Mit Röntgenlicht zu besseren Antrieben
Um den Strassenverkehr der Schweiz zukunftsfähig zu machen, ist vor allem Forschung gefragt. In den Grossforschungsanlagen des PSI untersuchen Chemiker und Ingenieure, wie Antriebe effizienter und abgasärmer werden.
«Das ist unglaublich ambitioniert»
Alle drei Jahre lotet der Weltenergierat in verschiedenen Szenarien mögliche Entwicklungen des globalen Energiesystems aus. Tom Kober, Leiter der PSI-Forschungsgruppe Energiewirtschaft und einer der Hauptautoren der Studie, erklärt, was die einzelnen Szenarien bedeuten und wie sich die Klimaerwärmung reduzieren liesse.
Das Energiesystem der Zukunft und Power-to-X
Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI analysieren das Potenzial von Power-to-X für die Energieversorgung der Schweiz und stellen ihre Ergebnisse in einem Weissbuch vor. Ein Resultat: Die Kosten für Energie aus Power-to-X könnten um bis zu einem Drittel fallen.
Das Energiesystem der Zukunft bereits heute möglichst real austesten
Mit dem Startschuss für das Projekt ReMaP erhalten Unternehmen eine weitere Möglichkeit schon jetzt ihre Vision für das Energiesystem der Zukunft zu testen. Die ESI-Plattform des PSI trägt dazu bei, erneuerbare Energie künftig besser und intelligenter zu nutzen.
Strom on demand
Produzieren Fotovoltaik- oder Windkraftanlagen mehr Strom, als das Netz aufnehmen kann, geht wertvolle Energie verloren. Auf der ESI-Plattform untersuchen Forschende des PSI, wie Brennstoffzellen dazu beitragen können, diese Energie durch Speicherung gezielt nutzbar zu machen.
Profitabel für beide Seiten
In Freiburg sitzt das junge Unternehmen Swiss Hydrogen. Hier wird an konkurrenzfähigen Hochleistungs-Brennstoffzellen getüftelt, die sich in umweltfreundlichen Fahrzeugen oder stationär als Stromerzeuger einsetzen lassen. Von der Zusammenarbeit mit dem PSI profitieren beide Seiten, erzählt Geschäftsführer Alexandre Closset im Interview.
Eine Technologie im Praxistest
Das Unternehmen Energie 360° mit Sitz in Zürich liefert schweizweit Erdgas, Biogas und Holzpellets. Jetzt hat es mit dem Paul Scherrer Institut PSI eine neue Power-to-Gas-Technik erfolgreich getestet, die im Bereich der Biogas-Herstellung eingesetzt wird. Das Gemeinschaftsprojekt wurde mit dem Schweizer Energiepreis Watt d’Or 2018 ausgezeichnet. Bereichsleiter Peter Dietiker erzählt im Interview von der Zusammenarbeit mit dem PSI.
Nutzen, was da ist
Am Paul Scherrer Institut PSI suchen Forschende nach Lösungen, wie man die Energie aus Sonne, Wind oder Biomasse effizient in das Schweizer Energiesystem integrieren kann.
Effiziente Energie aus Bioabfällen – Watt d'Or für PSI und Energie 360°
Die Energie aus Bioabfällen effizient nutzen: Eine am Paul Scherrer Institut PSI entwickelte und gemeinsam mit dem Zürcher Energieversorger Energie 360° erfolgreich getestete Technologie macht das möglich. Sie holt deutlich mehr Biomethan aus den Abfällen heraus als herkömmliche Verfahren. Für diesen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigen Energieversorgung wurden das PSI und Energie 360° nun in der Kategorie Erneuerbare Energien mit dem Watt d’Or 2018 des Bundesamtes für Energie ausgezeichnet.
Stresstest bestanden
Mit einer am Paul Scherrer Institut PSI entwickelten Technologie lässt sich aus Bioabfällen um 60 Prozent mehr Biogas erzeugen, als mit herkömmlichen Verfahren. Doch bewährt sich die Technologie auch in der Praxis? Ein 1000-Stunden-Test im Vergär- und Klärwerk Werdhölzli in Zürich konnte diese Frage klar mit Ja beantworten. Er wurde in Zusammenarbeit mit dem Zürcher Energieversorger Energie 360° durchgeführt. Nun liegt die Auswertung des Dauertests vor.
Mehr als Kaffeesatzlesen
Kaffeesatz ist aufgrund seines hohen Anteils an Stickstoff ein gerne verwendeter Gartendünger und leistet – auf diese Weise entsorgt – damit bereits heute im Kleinen einen Beitrag zu einer umweltfreundlichen Abfallwirtschaft. Doch damit ist sein Potenzial noch lange nicht ausgeschöpft: Mit einem am PSI entwickelten Verfahren lässt sich aus Kaffeesatz hochwertiges Methan gewinnen. Das konnten PSI-Forschende bei einem Pilotversuch in Zusammenarbeit mit dem Schweizer Lebensmittelkonzern Nestlé zeigen, der Kaffeesatz, der bei der Herstellung seines löslichen Kaffees anfällt, gerne einer sinnvollen Zweitverwendung zukommen lassen möchte.
Nanomaterial hilft Sonnenenergie zu speichern: effizient und kostengünstig
Damit Sonnen- und Windenergie in Form von Wasserstoff gespeichert werden können, werden effiziente Elektrolyseure benötigt. Dank eines neuen Materials, das Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der Empa entwickelt haben, dürften diese Geräte in Zukunft günstiger und effizienter werden. Die Forschenden haben auch gezeigt, wie sich das neue Material zuverlässig in grossen Mengen herstellen lässt, und seine Leistungsfähigkeit in einer technischen Elektrolysezelle, der Hauptkomponente eines Elektrolyseurs, nachgewiesen.
Willkommen in Esiville
Eine neue Besucherstation am PSI erzählt die Geschichte einer Schweizer Stadt, die von einer herkömmlichen Energieversorgung auf eine Energieversorgung mit neuen erneuerbaren Energien umsteigt.
Wie die Schweiz 2050 ihren Strom beziehen könnte
Das Labor für Energiesystem-Analysen des Paul Scherrer Instituts PSI untersucht, wie die Schweizer Stromversorgung bis zum Jahr 2050 unter verschiedenen Bedingungen aussehen könnte. Auf Basis der Berechnungen können die Forschenden des Labors Aussagen über zukünftige Entwicklungen treffen und zum Beispiel bestimmen, wie sich eine ehrgeizige CO2-Einsparung mit möglichst niedrigen Kosten erreichen liesse.
Höhere Methan-Ausbeute aus Bioabfällen
In den Schweizer Bioabfällen schlummert ein grosses Energiepotenzial. Denn aus ihnen lässt sich wertvolles Methan gewinnen, der Hauptbestandteil von Erdgas. Mit einer am PSI entwickelten Technologie könnte künftig die Methan-Ausbeute aus Bioabfällen deutlich gesteigert werden. Ein zusammen mit Energie 360° durchgeführter Langzeittest am Vergär- und Klärwerk Werdhölzli soll nun die Technologie auf ihrem Weg zur industriellen Anwendung weiter vorantreiben.
24 Stunden auf der ESI-Plattform (Video)
Wie kann man überschüssigen Strom, der nicht ins Stromnetz eingespeist werden kann, nutzbar machen? Ein fiktiver Wintertag auf der Energy-System-Integration-Plattform am Paul Scherrer Institut PSI.
Erneuerbare Energien: Versuchsplattform ESI startet
Diesen Herbst ist es so weit: Die Energy-System-Integration-Plattform am Paul Scherrer Institut PSI nimmt ihren Betrieb auf. Im Rahmen der Doppeltagung „Vernetzte Energieforschung Schweiz“ wurde sie heute den Medien und rund 150 Vertretern aus Politik, Industrie und Wissenschaft vorgestellt.
Sonnen-Sprit
Trotz ihres grossen Potentials hat die Sonnenenergie noch ein Problem: Die Sonne scheint nicht immer und ihre Energie lässt sich schwer speichern. Forscher am Paul Scherrer Institut PSI und an der ETH Zürich haben nun erstmals einen chemischen Prozess vorgestellt, in dem die Wärmeenergie der Sonne genutzt werden kann, um aus Kohlendioxid und Wasser direkt hochenergetische Treibstoffe herzustellen. Hierfür haben sie eine neue Materialkombination aus Ceroxid und Rhodium entwickelt.
Aus Strom wird Gas wird Strom
Mit zunehmendem Ausbau der Photovoltaik- und Windkraftanlagen wird deren Integration in das bestehende Energiesystem zur Herausforderung. Auf der ESI-Plattform wird getestet, wie die Integration gelingen kann. Die Lösung: Überschüssige Energie wird in Form von Gas gespeichert.
Wasserkanäle machen Brennstoffzellen effizienter
Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben im Labor ein Beschichtungsverfahren entwickelt, das die Effizienz von Brennstoffzellen erhöhen könnte. Das für die Massenproduktion geeignete Verfahren haben die PSI-Wissenschaftler bereits zum Patent angemeldet.
Biomasse als Stütze der Energiewende
Mit 80 Teilnehmerinnen und Teilnehmern fand am 2. Dezember am Paul Scherrer Institut PSI die erste Jahreskonferenz des Kompetenzzentrums des Bundes für Bioenergie (SCCER BIOSWEET) statt. Das im Rahmen des Aktionsplans Energieforschung Schweiz gegründete Kompetenzzentrum definierte in der Tagung die Ziele, Strategien und Positionierung der Bioenergie-Forschung vor dem Hintergrund der neuen schweizerischen Energiepolitik.
Neue Erneuerbare auf Integrationskurs
Die Energiestrategie 2050 des Bundes sieht einen starken Ausbau der neuen erneuerbaren Energien wie Solar- und Windenergie vor. Die Integration dieser dezentral und mit zeitlichen Schwankungen produzierten Energie stellt die Stromnetze vor eine grosse Herausforderung. Eine mögliche Lösung besteht darin, Stromüberschüsse, die die Netze überlasten würden, zur Herstellung energiereicher Gase wie Wasserstoff oder Methan zu nutzen. Das als Power-to-Gas bezeichnete Konzept steht im Mittelpunkt der neuen Energy System Integration-Plattform (ESI) am PSI.
Joint Venture im Bereich Bioenergie und Ressourceneffizienz: PSI und FHNW gründen gemeinsames Institut
Anfangs 2013 erfolgte die Gründung des Instituts für Biomasse und Ressourceneffizienz durch die beiden Institutionen PSI und FHNW. Dieses Institut will schweizweit erstmalig die Ressourceneffizienz gleichzeitig von der Energie- und der Stoffseite angehen und damit einen wesentlichen Beitrag zur Energiestrategie 2050 des Bundes leisten. Der Fokus liegt auf der nachhaltigen Biomasse-Nutzung.
«Facettenauge» liefert Strom
«swisselectric research award 2011»Kostengünstiger Strom aus Sonnenenergie: Der Maschinenbauingenieur Illias Hischier hat einen Sonnenstrahlempfänger entwickelt, der die aufgenommene Energie über eine Gasturbine für die hocheffiziente Stromerzeugung nutzt. Hischier hat den Empfänger als Doktorand an der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit dem Labor für Solartechnik am Paul Scherrer Institut entwickelt. Er erhält dafür den «swisselectric research award 2011».