Kategorie: Forschung

Pyrolyse für hochwertige Recycling-Kunststoffe

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© Fraunhofer IKTSEinordnung des chemischen Recyclings mittels Pyrolyse in ein ganzheitliches Recyclingkonzept. Pyrolyse-Drehrohrofen im Technikumsmaßstab mit eigens entwickelter Kondensationsanlage im Vordergrund

© Fraunhofer IKTS
Einordnung des chemischen Recyclings mittels Pyrolyse in ein ganzheitliches Recyclingkonzept. Pyrolyse-Drehrohrofen im Technikumsmaßstab mit eigens entwickelter Kondensationsanlage im Vordergrund

Kunststoffe aus Polycarbonat sind wegen ihrer Vielseitigkeit und hohen Qualität begehrte Werkstoffe in der Industrie. Aber das Recycling der Kunststoffabfälle stößt derzeit noch an Grenzen, denn mechanische Recyclingverfahren generieren nicht für alle Anwendungen ausreichende Recyclat-Qualitäten. Fraunhofer-Forschende haben gemeinsam mit dem Chemieunternehmen Covestro Deutschland AG eine Methode entwickelt, mit der sich die Ausgangsstoffe der Polycarbonate zurückgewinnen lassen: In der katalytischen Pyrolyse, dem kontrollierten Erhitzen unter Sauerstoffausschluss, zerfallen die Plastikabfälle in ihre Bestandteile. Hersteller nutzen die Rohstoffe für die Herstellung neuer Kunststoffe. Weiterlesen

Heute die Materialien von morgen modellieren

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Ausschnitt aus einer Kathodenschicht (rund 100 Mikrometer, links), bestehend aus kugelförmigen Partikeln (Durchmesser rund zehn Mikrometer, Mitte), sowie Simulation (rechts) des Natriumanteils in einem Natrium-Nickel-Manganoxid-Kristall. (Grafik: Simon Daubner, KIT)

Ausschnitt aus einer Kathodenschicht (rund 100 Mikrometer, links), bestehend aus kugelförmigen Partikeln (Durchmesser rund zehn Mikrometer, Mitte), sowie Simulation (rechts) des Natriumanteils in einem Natrium-Nickel-Manganoxid-Kristall. (Grafik: Simon Daubner, KIT)

Welche Faktoren bestimmen, wie schnell sich eine Batterie laden lässt? Dieser und weiteren Fragen gehen Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit computergestützten Simulationen nach. Mikrostrukturmodelle tragen dazu bei, neue Elektrodenmaterialien zu entdecken und zu untersuchen. Für Natrium-Nickel-Manganoxid als Kathodenmaterial in Natrium-Ionen-Batterien zeigen die Simulationen Änderungen der Kristallstruktur beim Ladevorgang. Sie führen zu einer elastischen Verformung, wodurch die Kapazität schrumpft. Weiterlesen

Molekularer Schwamm für die Elektronik der Zukunft

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Einem internationalen Forschungsteam unter Leitung von Dr. Florian Auras von der TU Dresden ist es gelungen, ein neuartiges Material in dem noch recht jungen Forschungsfeld der kovalenten organischen Netzwerkverbindungen zu entwickeln. Das neue zweidimensionale Polymer zeichnet sich dadurch aus, dass sich seine Eigenschaften gezielt und reversibel steuern lassen. Damit sind die Forschenden dem Ziel, schaltbare Quantenzustände zu realisieren, ein Stück nähergekommen.

Molekularer Schwamm für die Elektronik der Zukunft

© Dr. Florian Auras

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CO2 als nachhaltiger Rohstoff

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TU Berlin stellt Tandem-Elektrolyseur für eine Kreislaufwirtschaft mit Kohlendioxid vor

Wissenschaftler*innen der TU Berlin haben eine Kombination aus zwei Elektrolysezellen vorgestellt, die Kohlendioxid zusammen mit Wasser unter Zuhilfenahme von Strom direkt in Grundchemikalien für die chemische Industrie umwandeln kann. Dabei wird bei der ersten Elektrolyse aus Kohlendioxid zunächst Kohlenmonoxid hergestellt, was dann in der zweiten Elektrolysezelle zusammen mit Wasser Kohlenwasserstoffe bildet. Im Gegensatz zu den sonst üblicherweise verwendeten teuren Metallkatalysatoren wird hier eine mit wenigen Nickelatomen und Stickstoff dotierte Kohlenstoffelektrode genutzt, die nur einen Metallanteil von unter einem Prozent erfordert. Zusätzlich wurde von den Forscher*innen ein Diagnosesystem entwickelt, das den Zustand des Tandem-Elektrolyseurs während des Betriebs überwacht und so zu einer längeren Lebensdauer und einem besseren Verständnis der chemischen Vorgänge in den Zellen beiträgt.

Kohlendioxid aus der Luft oder direkt aus Abgasen zu entnehmen und mit Hilfe von Strom aus erneuerbaren Energiequellen in wertvolle Chemikalien zu verwandeln – das erscheint wie der Idealweg zur Bekämpfung der Klimakrise. Der Schlüssel dazu ist die Elektrolyse. Sie kann mit Hilfe von Wasser (H2O) und Strom Kohlendioxid (CO2) zu praktisch reinem Kohlenmonoxid (CO) reduzieren, wobei gleichzeitig Sauerstoff (O2) entsteht. Kohlenmonoxid und zusätzliches Wasser können dann in einem zweiten Schritt zu nützlichen Kohlenwasserstoffen wie etwa Ethylen reagieren, die aus längeren Ketten von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen.

Reaktionsschema des Tandem-Elektrolyseurs Reaktionsschema des Tandem-Elektrolyseurs
© TU Berlin Weiterlesen

Magnetisch durch eine Prise Wasserstoff

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Änderung der Magnetisierungsdichte des nicht-van-der-Waals-2D-Materials CdTiO3 nach der Hydrierung. Rote Bereiche zeigen Verstärkung der Magnetisierung an, während blaue Bereiche entsprechende Verringerung signalisieren.

© Tom Barnowsky
Änderung der Magnetisierungsdichte des nicht-van-der-Waals-2D-Materials CdTiO3 nach der Hydrierung. Rote Bereiche zeigen Verstärkung der Magnetisierung an, während blaue Bereiche entsprechende Verringerung signalisieren.

Magnetische zweidimensionale Schichten, die aus einer oder wenigen Atomlagen bestehen, sind erst seit Kurzem bekannt und versprechen interessante Anwendungen, zum Beispiel für die Elektronik der Zukunft. Bislang jedoch gelingt es noch nicht gut genug, die magnetischen Zustände dieser Materialien gezielt zu kontrollieren. Ein deutsch-amerikanisches Forschungsteam unter der Federführung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der TU Dresden stellt nun eine originelle Idee vor, mit der sich dieses Manko beheben ließe – und zwar indem man die 2D-Schicht mit Wasserstoff reagieren lässt. Weiterlesen

Mit CO2-verbrauchendem Bakterium Stoffe auf Erdöl-Basis ersetzen

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Erdöl steckt in den meisten Produkten unseres Alltags, zum Beispiel in Windeln und Waschmitteln. Solche Stoffe könnten künftig durch bioabbaubare Grundstoffe ersetzt werden, die ein Bakterium aus dem Rindermagen produzieren kann. Wie das funktionieren könnte, erforschen Wissenschaftler der Universität des Saarlandes gemeinsam mit Kollegen aus Forschung und Industrie in einem von der Bundesregierung geförderten Projekt.

Die Kuh als Klimaretter? Das dürfte in der öffentlichen Wahrnehmung eher nicht so gesehen werden. Im Gegenteil: Die Aufzucht von Rindern und der Verzehr von Rindfleisch gelten als Klimasünden par excellence. Und dennoch könnten die Wiederkäuer einen Anteil daran haben, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit ihrer Hilfe klima- und umweltschonende Technologien entwickeln. Weiterlesen

Schwermetallfreies Post-Consumer-PVC: Internationales Industrieforschungsprojekt gestartet

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v.l.n.r.: Richard Baudouin (Meraxis), Alexandre Thillou (KemOne), Karine Paillot (KemOne), Peter Voth (REHAU), Mickael Laurent (KemOne), Martin Sonntag (REHAU)

v.l.n.r.: Richard Baudouin (Meraxis), Alexandre Thillou (KemOne), Karine Paillot (KemOne),
Peter Voth (REHAU), Mickael Laurent (KemOne), Martin Sonntag (REHAU)

Lyon/Frankreich, Rehau/Deutschland, Muri b. Bern/Schweiz, 30. April 2024 – Die Polymer-Industrie treibt weiter Innovationen mit dem Ziel voran, Lücken in der Kreislaufwirtschaft zu schließen: Der deutsche Polymerspezialist REHAU, der Schweizer Polymerdistributor Meraxis und das französische Chemieunternehmen Kem One haben ein gemeinsames Forschungsprojekt gestartet. Ziel ist es, PVC-Rezyklate von Schwermetallrückständen – zum Beispiel Blei – zu befreien und diese wieder in den Stoffkreislauf zurückzuführen. Weiterlesen

Forschern gelingt Synthese einer neuen Form von Eisen

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Eisen ist eines der häufigsten Elemente auf der Erde und auch im gesamten Universum. Es spielt eine Schlüsselrolle in allen Bereichen unseres Lebens, sei es in der Industrie oder für den Sauerstofftransport in unserem Blut. Forschern der Universität des Saarlandes und weiterer Kollegen aus Deutschland ist nun die Synthese einer neuen Form von Eisen gelungen. Auf Basis dieser Grundlagenforschung bieten sich Perspektiven für wichtige Anwendungsfelder wie zum Beispiel in der Energiewirtschaft.

Eisen spielt eine zentrale Rolle, und zwar nicht nur als Ausgangsstoff für die Stahlindustrie und andere technische Anwendungen. Eisen ist auch essenziell für viele Abläufe in der Natur und unserem Körper. „Eisenverbindungen vermitteln Redoxvorgänge, zum Beispiel im natürlichen Stickstoffkreislauf oder in der Atmung. Unser rotes Blut hat seine Farbe von oxidierten Eisenverbindungen, die den Sauerstoff auf diese Weise durch den Körper transportieren“, erläutert Dominik Munz. Weiterlesen

ACHEMA 2024: Vielfältiges Vortragsprogramm für die Welt der Prozessindustrie

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© DECHEMA e.V. / Markus Püttmann

© DECHEMA e.V. / Markus Püttmann

Die ACHEMA 2024 verzahnt erneut das Vortrags- und Rahmenprogramm vollständig mit der Ausstellung. Im Jahr 2022 hatte die ACHEMA den Kongress und die sogenannten Innovation Stages erstmals in die Ausstellung integriert. Aufgrund des positiven Feedbacks wird das Konzept auch dieses Jahr fortgeführt. Insgesamt warten in den Vortragssälen und auf den Bühnen in der Ausstellung mehr als 750 Beiträge auf die Besucher.

„Wissenschaft und Industrie im Dialog ist seit jeher Credo der DECHEMA und seit der letzten ACHEMA auch gelebte Praxis im Vortrags- und Kongressprogramm. Der Erfolg gibt uns dabei recht: Mit mehr als 20.000 Zuhörern waren die Besucherzahlen im Jahr 2022 deutlich höher als bei der ACHEMA 2018, die insgesamt mehr Teilnehmer hatte“, so Dr. Andreas Förster, Geschäftsführer des DECHEMA e.V. und damit Veranstalter der ACHEMA. Das Kongressprogramm setzt dieses Jahr Schwerpunkte in den Themen Wasserstoff, Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft und Digitalisierung. Auf den sechs Innovation Stages in der Ausstellung und in den fünf Highlight-Sessions des Kongresses greift die ACHEMA 2024 diese und weitere Top-Themen der Prozessindustrie auf. Weiterlesen

Verrückte Tools!

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© Mikron Tool

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Die 250 Mitarbeiter starke Mikron Tool positioniert sich mit der Weiterentwicklung ihrer «Crazy Tools» als Technologieführer in der Hochleistungszerspanung anspruchsvoller Materialien wie Edelstahl, Titan und Kobalt-Chrom im kleinen bis mittleren Durchmesserbereich. Dabei konzentriert sich das Unternehmen auf die Herstellung von Bohr-, Fräs- und Sonderwerkzeugen. Das jüngste Beispiel: Die neue Formfräser-Entwicklung, die die Hauptzeit beim Schlichten einer Knochenplatte aus Reintitan Grad 2 (3.7035 – EN Ti 2 / ASTM B348) um 92 Prozentpunkte reduziert. Verrückt!

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