Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat am 07. Juni 2023 17 Einzelvorhaben eines Großprojets zu Carnot-Batterien an 14 deutschen Universitätsstandorten mit einer Gesamtfördersumme von ca. 6,5 Millionen Euro bewilligt. Die Laufzeit dieser ersten von zwei Förderperioden des Schwerpunktprogramms (SPP) beträgt drei Jahre und beginnt zum 01. Juli 2023. Das neu eingerichtete Schwerpunktprogramm wird von Prof. Dr. Burak Atakan (Universität Duisburg-Essen) koordiniert. Beteiligt sind im Koordinationsteam Prof. Dr. Francesca Di Mare und Prof. Dr. Valentin Bertsch (beide Ruhr-Universität Bochum). In mehreren Teilprojekten arbeiten neben den genannten Prof. Dr. Dieter Brillert (UDE), Prof. Dr. Roland Span (RUB), Dr. Monika Thol (RUB) und Prof. Dr. Andreas Brümmer (TU Dortmund). Das Schwerpunktprogramm ist auch ein herausragendes Beispiel für die Zusammenarbeit im Kompetenzfeld EST der UA Ruhr.

Die Energieversorgung soll künftig vorwiegend mithilfe der nachhaltigen aber fluktuierenden Energiequellen Wind und Sonne sichergestellt werden. Damit dies gelingt, werden in großer Menge Energiespeicher benötigt, die die Energie zur Verfügung stellen, wenn beispielsweise die Sonne nicht scheint. Eine Möglichkeit hierfür stellt die Speicherung elektrischer Energie in Form von Wärme dar, die später wieder zurück gewandelt werden kann. Es handelt sich also um die Kopplung von Hochtemperatur-Wärmepumpen mit Speichern sowie Wärmekraftmaschinen zur späteren Bereitstellung der elektrischen Energie. Solche Systeme werden Carnot-Batterien genannt und bieten das Potenzial zur preisgünstigen Energiespeicherung. Durch die Vielzahl der Auslegungsparameter gibt es jedoch noch keine systematische Methodik ihrer Auslegung und ihrer Bewertung in einem künftigen Energiesystem. Zu dieser Thematik hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft 2022 die Einrichtung des Schwerpunktprogrammes 2403 „Carnot-Batterien: inverses Design vom Markt zum Molekül“ beschlossen, im Rahmen dessen nun 17 Einzelprojekte für die erste Förderperiode von drei Jahren bewilligt wurden. Hier sollen Forscher aus ganz Deutschland grundlegende Designkonzepte und -methoden entwickeln, die invers, also von Marktkriterien ausgehend, Gesamtsysteme detailliert untersuchen sowie Entwurfsmethodiken entwickeln und hierbei die Expertise über die benötigten Maschinen, Speicher und Arbeitsmedien (Moleküle) nutzen, die auch im Schwerpunktprogramm vertreten ist. Hierfür werden Forscherinnen und Forscher an vielen deutschen Universitäten gefördert, darunter an den Universitäten in Aachen, Bayreuth, Berlin, Bochum, Braunschweig, Darmstadt, Dresden, Dortmund, Duisburg-Essen, Hannover, Ilmenau, Karlsruhe, Stuttgart, Wuppertal und dem DLR Stuttgart.

Das Schwerpunktprogramm wird koordiniert von Prof. Dr. Burak Atakan (Universität Duisburg-Essen, b.atakan@uni-due.de) und dem Koordinationsteam bestehend aus Prof. Dr. Francesca Di Mare, Prof. Dr. Valentin Bertsch (beide Ruhr-Universität Bochum), Prof. Dr. Andrea Luke (Universität Kassel) und Prof. Dr. André Thess (DLR und Universität Stuttgart).