Neue Verbundwerkstoffe: biobasiert, funktionalisiert und mechanisch hochfest

Amorphes und kristallines Polylactid Granulat.

© Fraunhofer ICT
Amorphes und kristallines Polylactid Granulat.

Die große Bandbreite der Einsatzmöglichkeiten macht klassische Faserverbund-Werkstoffe in der Produktion beliebt – trotz relativ hohem Herstellungs- und Entsorgungsaufwand. Diese Nachteile vermeidet der neue selbstverstärkte Verbundwerkstoff aus Polyactid (PLA), der im Rahmen des Projektes »Bio4self« unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT entwickelt wurde. Er ist biobasiert, leicht zu recyceln und günstiger in der Produktion – ideal für den Einsatz in Sport-, Automobil- und medizinischen Anwendungen. Weiterlesen

Bioplastik aus Abfallfetten

Jährlich werden 450 Millionen Tonnen Plastik weltweit produziert. Ein zaghafter Ansatz, der Plastikplage Herr zu werden, ist PHA. Die drei Buchstaben stehen für Polyhydroxyalkanoate. Es sind Biopolymere und werden als Bioplastik bezeichnet, weil PHA ähnlich thermoplastisch verformbar ist wie Plastik aus fossilen Rohstoffen. „Aber das war es dann auch schon an Gemeinsamkeiten“, sagt Dr.-Ing. Sebastian L. Riedel, der zusammen mit Dr.-Ing. Stefan Junne an der Herstellung von PHA forscht. Und auch Bioplastik ist nicht gleich Bioplastik. „Die Hälfte der zwei Millionen Tonnen Bioplastik, die derzeit pro Jahr weltweit produziert werden, ist biologisch nicht abbaubar und die andere Hälfte teilweise nur schwer“, weiß Riedel. Da ist PHA aus anderem „Schrot und Korn“. Es wird im Wasser und Boden vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut und ist für die Gesundheit mit keinem Risiko verbunden. Weiterlesen

Zuverlässige Leistungselektronik für die Elektromobilität

Eingebettetes Silizium-Carbid auf dem Weg zur Serienproduktion in der Elektromobilität.

© Volker Mai/Fraunhofer IZM
Eingebettetes Silizium-Carbid auf dem Weg zur Serienproduktion in der Elektromobilität.

Silizium-Carbid wird seit mehreren Jahren in der Forschung als vielversprechendes alternatives Material in der Halbleiter-Branche getestet. Im Projekt SiC Modul wollen Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM gemeinsam mit ihren Partnern den Leistungshalbleiter auf den Weg zur industriellen Fertigung bringen und somit die Effizienz des Antriebssystems von Elektrofahrzeugen und damit auch ihre Reichweite weiter erhöhen. Weiterlesen

Kohlendioxidneutrale Kraftstoffe aus Luft und Strom

Kohlendioxidneutrale Kraftstoffe aus Luft und Strom

Weltweit erste integrierte Power-to-Liquid (PtL) Versuchsanlage zur Synthese von Kraftstoffen aus dem Kohlendioxid der Luft. (Foto: Patrick Langer, KIT)

Von der Bundesregierung gefördertes Kopernikus-Projekt P2X: Integrierte Versuchsanlage im Containermaßstab stellt Kraftstoffe aus Kohlendioxid der Luft und Ökostrom her

Die Sektoren Strom und Mobilität zu verbinden, kann einige Herausforderungen der Energiewende bewältigen: Ökostrom ließe sich langfristig speichern, Kraftstoffe mit hoher Energiedichte wären kohlendioxidneutral nutzbar. Wie Sektorenkopplung aussehen kann, haben Forschungspartner des Kopernikus-Projektes P2X nun auf dem Gelände des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gezeigt und die ersten Liter Kraftstoff aus Kohlendioxid, Wasser und Ökostrom produziert. Sie integrierten in einer containerbasierten Versuchsanlage erstmals alle vier benötigten chemischen Prozessschritte zu einem kontinuierlichen Verfahren mit maximaler Kohlendioxidausnutzung und besonders hoher Energieeffizienz. Weiterlesen

Kostengünstigere Brennstoffzellen für Automobil und Flugzeug in Großserie

© Fraunhofer IPT
Geformtes Blechwerkstück: In ersten Tests formten die Aachener Ingenieure die erforderliche Oberflächenstruktur einer Bipolarplatte.

Ohne Abgase eine noch höhere Reichweite erzielen: Die Automobilindustrie und die Luftfahrtbranche setzen verstärkt auf alternative Antriebsformen und beziehen dabei auch wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen in ihre Überlegungen ein. Damit die bislang hohen Herstellungskosten der Brennstoffzellen sinken und neue wasserstoff-elektrische Antriebe den Weg in den Markt finden, arbeitet das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit fünf Partnern aus Industrie und Wissenschaft im Forschungsprojekt »FlyGO« an neuen Konzepten und Systemen für die Großserienfertigung. Weiterlesen

Tandemsolarmodule: Mehr Strom aus dem Doppelpack

Die Forscherinnen und Forscher im Projekt „Capitano“ entwickeln neue Materialien und Prozesse sowie Prototypen für Perowskit-Solarzellen und -module mit hohem Wirkungsgrad. (Foto: Markus Breig, KIT)

Halbleiter-Kombination aus Perowskit und CIGS verspricht Effizienzsteigerung in der Photovoltaik

Der Wirkungsgrad marktüblicher Solarmodule lässt sich nur noch begrenzt steigern. Deutlich mehr Potenzial bietet der Einsatz von zwei lichtaktiven Schichten in Tandemsolarmodulen. Der vielversprechenden Technologie könnte die Zukunft gehören. Im Projekt „Capitano“ kombinieren Forscherinnen und Forscher Dünnschichtsolarmodule auf Basis von Perowskit-Halbleitern mit Halbleitern aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen (CIGS). Die Kombination ermöglicht höchsteffiziente Tandemsolarzellen mit einem Wirkungsgradpotenzial von über 30 Prozent bei allen Vorteilen der Dünnschicht-Technologie. Projektpartner sind das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) als Koordinator, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Unternehmen NICE Solar Energy in Schwäbisch Hall. Weiterlesen

Mit Wasser läuft es wie geschmiert

© Fraunhofer IWM
Mit dem neu entwickelten In situ-Tribometer lassen sich direkt im Betrieb Verschleiß und Reibwerte von Gleitlagern messen.

Die Lager von Maschinen werden in der Regel mit Öl geschmiert. Doch große Mengen dieser Öle landen auch heute noch in der Umwelt. Am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM wurde deshalb eine Methode entwickelt, mit der sich Gleitlager künftig auf Wasserbasis schmieren lassen können. Das ist deutlich umweltfreundlicher. Weiterlesen

Mit Vakuumverdampfer Technik gegen Wassermangel

Moderne Abwasserreinigung verfolgt ökologische und ökonomische Ziele

 

Wasser ist eine unverzichtbare Grundlage für jegliches Leben und die Ökosysteme der Erde. Als wichtiges Medium für unterschiedlichste Anforderungen ist sauberes Wasser auch für die Industrie unentbehrlich. Vor dem Hintergrund des Klimawandels und dem durch die wachsende Produktion zunehmenden Verbrauch an Frischwasser, erklärte das Weltwirtschaftsforum 2015 Wasserknappheit und ihre Auswirkungen als die größte Gefahr des kommenden Jahrzehnts. Auf dieser Grundlage wurde ein umfassendes Wasserziel auf globaler Ebene verabschiedet – dieses ist allerdings noch lange nicht erreicht. Weiterlesen

Preiswerte Energiespeicher für das Elektroauto von morgen

© Fraunhofer IWS Dresden
So sehen die mit der neuen Trockenfilmtechnologie beschichteten Elektroden aus. Mit dem Verfahren des Fraunhofer IWS lassen sich Batterieelektroden ohne den Einsatz von giftigen Lösungsmitteln bereits im Pilotmaßstab herstellen.

Um Batterien künftig preisgünstiger und umweltschonender herstellen zu können, haben Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden ein neues Produktionsverfahren entwickelt. Dabei beschichten sie die Elektroden der Energiespeicherzellen mit einem trockenen Film statt mit flüssigen Chemikalien. Das spart Energiekosten und macht giftige Lösungsmittel in diesem Prozessschritt überflüssig. Ein finnisches Unternehmen erprobt die neue Fraunhofer-Technologie bereits erfolgreich in der Praxis. Weiterlesen

Datenanalyse & prädiktive Modellbildung zur Flexibilisierung der Aluminiumelektrolyse

Abbildung 1: Eine von insgesamt drei Elektrolysehallen bei der TRIMET Aluminium SE in Essen. Jede Halle beheimatet insgesamt 120 Elektrolyseöfen (© TRIMET Aluminium SE)

Im Zuge der Energiewende werden konventionelle Energieerzeugungsquellen zunehmend durch Erzeugungsanlagen ersetzt, die auf erneuerbare Energien basieren. Der Großteil der erneuerbaren Energieerzeugung besitzt eine starke Wetterabhängigkeit, was zu einer erheblichen Fluktuation in der Stromerzeugung führt. Eine Lösung für diese Problematik ist die Flexibilisierung der industriellen Nachfrage nach Strom. Weiterlesen