a) Zielstellung, fachliche Begründung: Geothermie kann einen wichtigen Beitrag bei der Dekarbonisierung der deutschen Energieversorgung leisten. Die Optionen zur Wärmespeicherung im Untergrund und die hohe Effizienz der geothermischen Wärmeversorgung in der direkten Nutzung und bei der Aufwertung durch Wärmepumpen machen sie zu einer tragenden Säulen der Wärmewende. Darüber hinaus kann über die geothermische Nutzung des Untergrund der absehbar steigende Energiebedarf für Kühlungsanwendungen bedient werden. Diese Beiträge gilt es, aufbauend auf bisherigen Untersuchungen, verlässlicher zu quantifizieren und gerade die Ressourceneffizienz, die Sektorenkopplungseigenschaften sowie die Wirtschaftlichkeit in vergleichenden Zusammenhang mit anderen Wärmequellen zu stellen. Zur Bewertung der Ressourcenverfügbarkeit ist das erschließbare Potenzial der geothermischen Wärme- und Kältebereitstellung und -speicherung genauer zu bestimmen. b) Output: Im Vorhaben werden oberflächennahe und tiefe Geothermie wegen der Überschneidung der Nutzbarkeitsbereiche bei der Wärmespeicherung, bei Aufwertungsoptionen und dem Vorliegen von Potenzialen für eine leitungsgebundene Wärmenachfrage gemeinsam adressiert. Um eine belastbare Datenbasis zu erhalten, werden eine Vielzahl von Daten zu den Eigenschaften der untertägigen Ressourcen zusammengestellt und ergänzt. Mit dem erzielten Ergebnis wird eine Bewertung des wirtschaftlichen Potentials der Geothermie auf dem Gebiet der Bundesrepublik Deutschland möglich sein.
Solarzellen aus III-V Halbleitern erreichen heute weltweit die höchsten Umwandlungseffizienzen von bis zu 46% und finden industrielle Anwendung sowohl für Weltraumanwendungen, als auch für terrestrische PV Systeme (hier insbesondere CPV). Aktuell werden Solarzellen aus III -V Halbleitern auch für erste Anwendungen im Automotive -Bereich in Erwägung gezogen. Etwa die Hälfte der sehr hohen Epitaxiekosten für III-V Mehrfachsolarzellen entfällt dabei auf die metallorganischen Ausgangsstoffe, wie zum Beispiel Trimethylindium und Trimethylgallium (so genannte 'Metallorganika'). Im Gesamtprojekt KoReMO-2.0 soll nun im Verbund der Projektpartner nachgewiesen werden, dass diese Kosten durch die Nutzung einer neuartigen Indium -Quelle und einem neuen Zuführsystem, signifikant gesenkt werden können. Ferner sollen durch das neuartige Zuführsystem höhere Wachstumsraten erreicht werden. Diese technologischen Verbesserungen werden am Ende des Projektes anhand vollfunktionsfähiger GaInP/GaInAs/Ge Dreifachsolarzellen direkt nachgewiesen und im Anschluss nach industriellen Bewertungsmaßstäben evaluiert. Im Rahmen des Teilvorhabens von AZUR SPACE wird die etablierte Fertigungs - und Charakterisierungstechnologie für Ge-basierte III-V Mehrfachsolarzellen und das Know-how über industrielle Standardprozesse zur Herstellung der zugrundeliegenden Epitaxiestrukturen als Basis für die Bewertung der technologischen Verbesserungen dem Gesamtprojekt zur Verfügung gestellt. Konkrete Ziele im Teilvorhaben sind die Fertigung und Charakterisierung von Einzel - und Mehrfach- solarzellen aus den im Gesamtprojekt entstehenden Epitaxiestrukturen, die anschließende Bewertung und daraus resultierende Rückmeldungen und Unterstützung der Projektpartner, sowie die finale industrielle Evaluierung der im Gesamtprojekt erreichten Verbesserung durch die neuartigen Indium - Quellen und Zuführsystem Technologien.
Die Architektur des Wurzelsystems von Mais hat sich während der Domestizierung und Verbesserung durch eine Kombination aus landwirtschaftlicher Selektion und Umweltanpassungen rund um den Globus erheblich verändert. Das Mikrobiom, das die Rhizosphäre um die Pflanzenwurzeln herum besiedelt, spielt eine wichtige Rolle bei der Förderung der Stresstoleranz von Pflanzen. In der ersten Förderperiode dieses Projekts haben wir nachgewiesen, dass die Anzahl der Seminalwurzeln während der Domestizierung von Mais zugenommen hat, gefolgt von einem Rückgang bei lokal angepassten Sorten in Regionen mit begrenzter Wasserverfügbarkeit. Umwelt-, genetische und genomische Analysen ergaben frühere Signaturen der Domestizierung und Anpassung von Maiswurzeln und zeigten das genetische Potenzial zur Verbesserung der Trockentoleranz künftiger Nutzpflanzen auf. In der zweiten Förderperiode verfolgen wir zwei übergeordnete Ziele. Erstens soll ein tieferes Verständnis der genetischen und molekularen Grundlagen der systemischen Modulation der Wurzelmorphologie und -anatomie durch Seminalwurzeln gewonnen werden, um eine bessere Anpassung an die begrenzte Wasserverfügbarkeit zu erreichen. Zu diesem Zweck werden wir die komplexe Pflanzenreaktion auf Trockenstress und die mit diesen Merkmalen assoziierten Gene identifizieren, die an der Architektur des Wurzelsystems als Reaktion auf Trockenheit beteiligt sind. Zweitens wollen wir die genetische Rolle des Wirts bei der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft des von den Wurzelmerkmalen abhängigen nützlichen Mikrobioms der Rhizosphäre verstehen, um die Widerstandsfähigkeit von Mais gegen Trockenheit zu verbessern. In diesem Zusammenhang werden wir systematisch untersuchen, wie sich die genetische Variation des Wirts und die Genregulation auf die Zusammensetzung des Mikrobioms der Rhizosphäre und auf die Produktivität von Mais und die Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit auswirkt. Schließlich werden wir repräsentative Schlüsselgene und Schlüsselmikroben durch reverse Genetik und synthetische mikrobielle Gemeinschaften funktionell validieren. Diese Ergebnisse werden den Weg für eine verbesserte Pflanzenzüchtung und die Nutzung mikrobieller Ressourcen ebnen, um die künftige Nahrungsmittelproduktion und eine effiziente Ressourcennutzung in der Landwirtschaft zu sichern.