Die Abteilung Thermische Prozesstechnik befasst sich mit Fragestellungen der Energiespeicherung, des Wärmemanagements und der Wärmeübertragung, die in allen Bereichen der Energienutzung und der Energiebereitstellung von Bedeutung sind. Übergeordnetes Ziel ist die Steigerung der Effizienz energieverfahrenstechnischer Prozesse als ein Schlüsselelement zur Brennstoffeinsparung und zum Klimaschutz. Die Arbeiten der Abteilung umfassen die Entwicklung fortschrittlicher Konzepte, Komponenten, Verfahren und Systemtechniken im Bereich thermischer und chemischer Energiespeicher, Wärmemanagement sowie Brennstoffaufbereitung für Anwendungen in der industriellen Prozesstechnik, der Kraft-Wärme-Kopplung sowie der konventionellen und solarthermischen Kraftwerkstechnik.
Die Abteilung Elektrochemische Energietechnik arbeitet an der Entwicklung effizienter elektrochemischer Energiewandler, vornehmlich Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure, deren Bedeutung in zukünftigen Energiesystemen, sowohl in der stationären Energieversorgung als auch in der Elektromobilität, kontinuierlich zunimmt. Die Aktivitäten reichen von Zelldesign, Herstellverfahren und Diagnostik bis hin zur Systemoptimierung und Demonstration. Wissenschaftliche bzw. technische Herausforderungen der elektrochemischen Speichertechnologie und Energieumwandlung liegen in der Bewältigung der Zielkonflikte zwischen Effizienz, Betriebsdauer, Komfort, Sicherheit und Kosten.
Voraussetzung für die weitere Verbesserung von Wirkungsgrad, Langlebigkeit und Kosten von Brennstoffzellen und Batterien ist ein detailliertes Verständnis der zu Grunde liegenden physikalischen, chemischen und strömungsmechanischen Vorgänge. Im Fachgebiet Modellierung und Simulation werden dazu Multi-Skalen- und „Multi-Physik“-Modelle entwickelt und angewendet. Besondere Expertise liegt in den Bereichen der detaillierten elektrochemischen Kinetik sowie der elektrochemischen Impedanzspektroskopie vor. Die Arbeiten widmen sich Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC), Polymermembran-Brennstoffzellen (PEFC) sowie Lithium-Ionen und Lithium-Metall-Batterien (LIB).
Die im September 2015 gegründete Gruppe Energiesytemintegration betreibt anwendungsnahe Forschung und beschäftigt sich im Besonderen mit innovativen Energiespeicher- und Energiewandlungssystemen. In ihrer Startphase widmet sich die Gruppe schwerpunktmäßig der Entwicklung von Brennstoffzellensystemen für Anwendungen in der Luftfahrt. Dabei stehen sowohl Systeme für Verkehrsflugzeuge wie etwa Notstromaggregate und Bordenergiesysteme („more electric aircraft“) als auch Antriebssysteme für Kleinflugzeuge („all electric aircraft“) im Vordergrund.