Neuer Hauptsitz des Helmholtz-Instituts in Erlangen eingeweiht

Energieumwandlung und -speicherung – nachhaltig und bezahlbar

Ziemlich genau vier Jahre liegen zwischen dem Spatenstich und der festlichen Einweihung: Mit dem Forschungsneubau des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN) gibt es eine weitere Adresse für Spitzenforschung in Erlangen. Nicht umsonst fördert der Freistaat den neuen Hauptsitz des Instituts mit rund 35,5 Millionen Euro – ist doch die Erforschung nachhaltiger Energietechnologien ein Zukunftsthema, das immer dringlicher wird und uns alle betrifft.

Die rund 115 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die im Neubau forschen werden, haben sich der Energieversorgung künftiger Generationen verschrieben – klimafreundlich, nachhaltig und bezahlbar. Ins Leben gerufen wurde das HI ERN, eine Kooperation des Forschungszentrums Jülich, des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), im Jahr 2013. Ziel der Kooperation ist es, die exzellente Material-, Energie- und Prozessforschung der Partnerinstitutionen eng zu verknüpfen. Dieser Ansatz spiegelt sich nun im eingeweihten Neubau wider: Die physikalischen und chemischen Labore in den Obergeschossen sind so angeordnet, dass großflächige, zusammenhängende Bereiche entstehen, in denen es sich vorzüglich über Disziplinen hinweg zusammenarbeiten lässt.

Thematische Schwerpunkte des Instituts sind die Erforschung der elektrochemischen Energieumwandlung zur Entwicklung innovativer Wasserstofftechnologien sowie solare Technologien. Auf diesen Themengebieten forschen Chemieingenieure ebenso wie Chemikerinnen, Physiker, Nanotechnikerinnen und Werkstoffwissenschaftler gemeinsam an besseren Lösungen. Dass sie dies überaus erfolgreich tun, zeigt ein Blick auf Zahlen: So gelang es dem HI ERN im vergangenen Jahr rund 13,8 Millionen Euro an Drittmitteln einzuwerben – so viel wie nie zuvor in seiner noch jungen Geschichte. Die insgesamt 122 Publikationen aus dem Jahr 2020 – darunter eine ganze Reihe in hochkarätigen Fachzeitschriften wie Nature – machen Forscherinnen und Forscher im In- und Ausland auf das Institut aufmerksam. Doch das ist nicht alles: Mittlerweile bringen über 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie rund 25 Studierende ihre Expertise in das HI ERN ein, insgesamt 13 Forschungsteams um sieben Professuren sind bisher entstanden. Dieser immense Erfolg ist auch der Grund dafür, dass der nun eingeweihte Neubau zwar in Zukunft der Hauptsitz des HI ERN sein wird, jedoch andere Standorte in Erlangen und Nürnberg weiter bestehen werden – zu bedeutend ist das Thema erneuerbare Energien.

Bereits jetzt entstehen weitere Pläne für die Zukunft des HI ERN. Die bisherigen Forschungsaktivitäten zur Elektrokatalyse und zur elektrochemischen Verfahrenstechnik sollen noch enger mit der chemischen Reaktionstechnik verzahnt werden. Die Kopplung von Elektrolyse und Brennstoffzellen mit Verfahren zur chemischen Energiespeicherung und zur Produktion von chemischen Wertstoffen verspricht neue, wirtschaftlich hochattraktive Wertschöpfungsketten.

Ein zweiter Fokus liegt darauf, in den kommenden Jahren die Bereiche Photovoltaik und Wasserstofftechnologien noch näher zusammenzubringen. Beispielsweise kann künstliche Intelligenz dazu beitragen, bessere Materialien für Photovoltaik-Systeme zu identifizieren. Mittels Testverfahren im Hochdurchsatz – wie sie am Institut bereits weltweit führend für die Optimierung von Elektrokatalysatoren eingesetzt werden – soll die Entwicklungsgeschwindigkeit erhöht und die Systemeffizienz weiter gesteigert werden.

Die bestehenden Aktivitäten im Bereich der Materialcharakterisierung sollen weiter verstärkt werden. So erlauben es moderne Verfahren der Röntgenspektroskopie, genauer zu verstehen, welche Prozesse in Materialien ablaufen, die in Brennstoffzellen, Solarzellen oder Batterien genutzt werden. Neben den experimentellen Forschungstätigkeiten wird am HI ERN auch ein starker Fokus auf Modellierung und Simulation gesetzt: Die theoretische Vorhersage von Filmbildungsprozessen ist sowohl für die Auslegung von Fertigungsprozessen für Dünnschichtsolarzellen als auch für die optimale Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten hochrelevant.

Stimmen zur Einweihung

„Ein schöneres Geburtstagsgeschenk kann es nicht geben: Der Forschungsneubau öffnet pünktlich zum 200. Geburtstag des Universalgelehrten Hermann von Helmholtz seine Türen. Spitzenforschung bekommt Spitzenarchitektur. Das nachhaltige Gebäude schafft beste Arbeitsbedingungen und hochwertige Arbeitsplätze. Forschung im Elfenbeinturm war gestern. Die flexiblen Laborzonen, die Innenarchitektur oder auch der grüne Innenhof laden zu disziplinübergreifendem Arbeiten ein und fördern die Kommunikation unter den Wissenschaftlern und Forschern. Der hohe Wohlfühlfaktor bietet eine tolle Forschungsumgebung für nachhaltige Energietechnologien. Auch die Nachbarschaft zur Universität ist eine Bereicherung bei der Erforschung und Entwicklung erneuerbarer Energiesysteme. Bayern ist ein international herausragender Innovations- und Technologiestandort. Hierfür sorgt nun auch der Forschungsneubau. Dieses Gebäude ist für Erlangen und Bayern eine technologische Visitenkarte für die Zukunft – mit hoher nationaler und internationaler Strahlkraft“, betont Bayerns Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger.

„Helmholtz-Institute geben strategischen Partnerschaften zwischen Helmholtz-Zentren und Universitäten eine besondere Intensität. Mit dem HI ERN und seinem Forschungsneubau entstand die Grundlage für eine dauerhafte enge Zusammenarbeit zwischen dem Forschungszentrum Jülich, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und dem Helmholtz-Zentrum Berlin. Durch die Gründung des Instituts wurde die Expertise der Partner auf optimale Weise vereint und der Boden für herausragende Forschung im Bereich der erneuerbaren Energien und der Energiematerialforschung bereitet. Mit der Gründung eines solchen Helmholtz-Instituts auf dem Campus der Universität war die Erwartung verbunden, dass es sich zu einem gut vernetzten und international sehr sichtbaren Schwerpunktzentrum entwickelt. Ich denke, es steht außer Zweifel, dass das HI ERN diese Erwartungen voll und ganz erfüllt“, sagt Prof. Dr. Frauke Melchior, Mitglied des Vorstandes des Forschungszentrums Jülich.

„Mit dem Neubau in Erlangen eröffnen wir eine wichtige Werkstatt für die Zukunft: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ganz unterschiedlicher Disziplinen werden hier zusammenarbeiten, um Lösungen für die Energieversorgung von morgen zu finden. Der enorme internationale Erfolg des jungen Instituts zeigt, dass den Teams dabei immer wieder neue, kreative Forschungsansätze gelingen. Sie setzen konsequent auf innovative Technologien – das macht das HI ERN auch zu einem attraktiven Partner für die Wirtschaft“, erklärt Prof. Dr. Otmar D. Wiestler, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft.

„Das HI ERN zeigt sehr gut, welches Potenzial es hat, wenn Spitzenwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler aus unterschiedlichen Disziplinen wie der Chemie, der Physik, den Werkstoffwissenschaften oder der Nanotechnologie gemeinsam forschen. Mit dem Neubau erhält das HI ERN die Räumlichkeiten, die genau zu diesem Ansatz passen – eingebettet in ein Forschungsumfeld in Erlangen und Nürnberg, das als Plattform für kreative Ideen dient. Denn genau diese Ideen helfen uns, Energieversorgung von morgen zu gestalten“, sagt Prof. Dr. Joachim Hornegger, Präsident der FAU.

„Der HI ERN-Forschungsbau gibt unserem jungen motivierten Institut nun das langersehnte Dach, unter dem wir vereint interdisziplinäre Energieforschung voranbringen können. Wir und unsere Kolleginnen und Kollegen vom FZJ, HZB und der FAU sind bereit, uns den großen Herausforderungen der Energiewende zu stellen. Mit dem heutigen Tag werden unsere Möglichkeiten deutlich gestärkt, um einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung von nachhaltigen und klimafreundlichen Energie- und Mobilitätstechnologien leisten zu können“, führt Prof. Dr. Karl Mayrhofer, geschäftsführender Direktor des HI ERN, aus.

„Beim Betreten des HI ERN spürt man sofort die besondere Bedeutung des allseitig einsehbaren Gartenhofs mit der hoch aufragenden Ulme. Sie veranschaulicht als ‚grüne Lunge‘ den Prozess der natürlichen Fotosynthese, während die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des HI ERN im Inneren regenerative Energien zur Unterstützung der Energiewende erforschen. Die technoid wirkende Fassade symbolisiert mit ihrer fein ausgearbeiteten, an mikroskopisch vergrößerte Nanostrukturen erinnernden Oberflächenstruktur die Komplexität der labortechnischen Forschung, die in dem Gebäude betrieben wird, und verdeutlicht die Offenheit des HI ERN als Teil einer komplexen Forschungs- und Wissenschaftslandschaft“, sagt Prof. Eckhard Gerber, Gründer und Inhaber von Gerber Architekten.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Karl Mayrhofer
HI ERN
k.mayrhofer@fz-juelich.de