Geothermische Fluide und ihre Wechselwirkungen mit Gesteinen und Materialien bilden den Forschungsschwerpunkt dieser Arbeitsgruppe. Geothermische Fluide sind Gas-Wasser-Gemische aus tiefen geologischen Formationen, die typischerweise einen hohen Salzgehalt aufweisen und ein komplexes Gemisch verschiedener organischer und anorganischer Komponenten enthalten. Die Erforschung dieser Fluide und der stattfindenden chemischen Prozesse in geothermischen Anlagen ist aufgrund dieser komplexen Fluidzusammensetzung und der rauen Bedingungen ihrer Umgebung (hohe Temperaturen, Drücke und Salzgehalte) eine Herausforderung. 

In der Arbeitsgruppe interessieren wir uns für Herkunft und Migrationswege der Fluide und untersuchen geochemische Prozesse unter diesen Extrembedingungen (z. B. im Rahmen des EU-Projekts REFLECT). Darüber hinaus werden Methoden zur Risikominimierung beim Betrieb geothermischer Anlagen entwickelt (z.B. im EU-GEOTHERMICA-Projekt PERFORM II) und Materialtests für geothermische Anwendungen durchgeführt (z.B. Korrosionsprozesse, Tracer, Inhibitoren).

Neben tiefengeothermischen Energiesystemen betrachten wir auch geochemische Prozesse im Untergrund, die während der Aquiferwärmespeicherung ablaufen (z. B. in den BMWi-Projekten ATES-GeoFern, ATES-IQ und im EU-Projekt Push-it). Während bisher eher die Risiken von Fluidkomponenten für den Betrieb geothermischer Anlagen im Fokus standen, untersuchen wir nun auch den Nutzen, den die Fluide bieten, insbesondere im Hinblick auf die Gewinnung wirtschaftlich wertvoller Komponenten aus dem Fluid. Im Horizon Europe Projekt CRM-geothermal entwickeln wir innovative Extraktionstechnologien für die Gewinnung von Lithium, Strontium und anderen kritischen Rohstoffen.

Unsere Labore für Fluidchemie und Fluid Monitoring sind mit hochdruck- und temperaturbeständigen Geräten (Autoklaven, Durchflussgeräte und Sensoren) ausgestattet. Wir haben auch spezielle mobile Fluidmonitoringgeräte entwickelt und unterhalten ein tragbares RFA-Spektrometer, um in-situ-Feldexperimente direkt an geothermischen Standorten durchzuführen.

Als Wärmeträger spielen geothermische Flüssigkeiten eine grundlegende Rolle bei allen Prozessen im tiefen Untergrund. Daher sind die von der Arbeitsgruppe untersuchten Themen Querschnittsthemen und wir arbeiten eng mit anderen Teams der Sektion Geoenergie sowie mit anderen Sektionen am GFZ zusammen, die sich mit Geomikrobiologie, organischer und anorganischer Chemie und geochemischer Modellierung befassen.