FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR CHEmISCHE … · Natürlich sind wir in der angewandten Forschung laufend...

JAHRESBERICHT

2012 / 2013

F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R C H E m I S C H E T E C H N O l O g I E I C T

JAHRESBERICHT

2012 / 2013

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ACHTUNg: neues Forschungsgebiet!

Natürlich sind wir in der angewandten Forschung laufend

mit neuen Fragestellungen konfrontiert. Produktentwicklungs-

zeiten und Produktzyklen sinken stetig. Die Konsumenten

wechseln deutlich häufiger das Auto, das Mobiltelefon und

den Tablet-PC als früher, neue Features müssen her! Dadurch

stehen unsere Kunden unter einem enormen Innovations- und

Wettbewerbsdruck. Einige der neuen Technologien erfordern

vollkommen neue Materialien oder Verfahren. Wenn sich viele

ähnliche Anforderungen des Marktes treffen, entstehen dabei

stetig auch neue Forschungsgebiete. Wir am Fraunhofer-

Institut für Chemische Technologie leben natürlich von diesem

Trend, nicht selten sind wir mit unseren Entwicklungen auch

der Motor und der »Enabler« für neue Anwendungen. Für ein

Forschungsinstitut ist die ständige Erweiterung und Anpassung

der Forschungsgebiete natürlich nichts Ungewöhnliches, des-

halb ist das an dieser Stelle auch nicht gemeint.

Angrenzend an unser Institut entsteht durch die Gemeinde

Pfinztal der »Forschungs- und Innovationspark am Hummel-

berg«. Mit einer Gebietsgröße von 20.000 m² entspricht es in

etwa 10 Prozent der Größe unseres Institutsgeländes. Auf der

als Sondergebiet ausgewiesenen neuen Fläche sollen Gründer-

zentren für Firmen der Hochtechnologie entstehen, um von

der räumlichen Nähe zu unserem Institut zu profitieren.

Forschungsintensive Unternehmen sowie Ausgründungen aus

den Hochschulen oder der Fraunhofer-Gesellschaft werden

sich ansiedeln, um Nullserien oder Kleinserien zu produzieren.

Dadurch entsteht für alle Seiten ein Vorteil: Die neuen Firmen

an unserem Zaun werden hoffentlich schnell profitabel, da sie

über die entsprechende Innovationshöhe neuer Technologien

verfügen und damit einen Wettbewerbsvorteil besitzen. Wir

gewinnen einige neue Partner mit geringen Reibungsverlusten

durch engen und ständigen Kontakt und können somit unsere

Attraktivität noch weiter steigern. Bund und Land profitieren

durch die verbesserte und schnellere Umsetzung von

Forschungsleistungen in marktfähige Produkte, und »unsere«

Gemeinde Pfinztal von einem höheren Steueraufkommen.

Als Nebenprodukt des neuen Gewerbegebiets haben wir

bereits im September 2012 eine neue Zufahrt erhalten und

eingeweiht. Dadurch sind wir etwas einfacher zu erreichen

und vor allem wird das angrenzende Wohngebiet jetzt deut-

lich entlastet. Das Verkehrsaufkommen, insbesondere auch

der Schwerlastverkehr, hat in den letzten Jahren durch unser

starkes Wachstum sowie den Ausbau unserer Technika um

mehrere Großanlagen stark zugenommen und wurde für die

Anwohner unzumutbar. Die Lärm- und Schadstoffbelastungen

werden nun konsequent im Wohngebiet verringert.

Um Technologie in »unser« neues Forschungsgebiet zu trans-

ferieren und Forschung in marktfähige Produkte zu überführen

sind wir natürlich auch 2012 wieder sehr aktiv gewesen:

Das Projekt »RedoxWind«, also die Kombination aus

Windkraftanlage und großem stationären Energiespeicher

auf Redox-Flow-Basis, ist gestartet. Unsere Projektgruppe

Elektrochemische Speicher hat im März 2012 die Geschäfte

in Garching aufgenommen. Unser neues Project Center

for Composites Research in London, Ontario, eröffnete im

September 2012. Im Oktober 2012 wurde das Zentrum für

Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna durch

Bundeskanzlerin Angela Merkel in Betrieb genommen. Das

Fraunhofer CBP ist ein gemeinsames Zentrum des Fraunhofer

IGB und von uns. Auch über die genannten Großaktivitäten

hinaus haben wir einiges Neues auf die Beine gestellt. Eine

Auswahl davon finden Sie hier in unserem aktuellen Jahres-

bericht.

Viel Spaß beim Lesen des Jahresberichtes wünscht Ihnen

Ihr

Peter Elsner

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D a s F r a u n h o F e r I C T I m P r o F I l

P r o D u k T b e r e I C h e D e s F r a u n h o F e r I C T

P r o j e k T g r u P P e n D e s F r a u n h o F e r I C T

b e s o n D e r e l a b o r a u s s T aT T u n g u n D g r o s s g e r äT e

a u s g e w ä h l T e P r o j e k T e

a n h a n g

Ansprechpartner

Organigramm

Kuratorium

Wirtschaftliche Entwicklung

Verbünde, Allianzen und Innovationscluster

TheoPrax – eine Lehr- und Lernkultur für unternehmerisches Denken und Handeln

Gesellschaft für Umweltsimulation

Die Fraunhofer-Gesellschaft

Lehr- und Gremientätigkeiten

Veranstaltungen

Beteiligung an Messen und Fachausstellungen

Veröffentlichungen

Patente

Impressum

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InHAlT

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DAS FRAunHoFER ICT Im PRoFIl

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Luftaufnahme des

Fraunhofer ICT.

Das Fraunhofer- Inst i tut für Che mi sche Technologie ICT forscht und entwickelt in den Bereichen Ener-

get ische Mater ia l ien, Energet ische Systeme, Angewandte E lektro chemie, Umwelt Engineer ing und Polymer

Engineer ing.

Unsere Expert ise re icht von der Konzept ion und Auslegung von Prozessen, über Mater ia lentwicklung,

-charakter is ierung und -verarbeitung, bis h in zu Konzept ion, Aufbau und Betr ieb von Pi lotanlagen.

Vertragsforschung

In der Vertragsforschung bearbeitet das Institut vorwiegend kunststoff be zogene Aufgaben

wie Werkstoffentwicklung und -auswahl, Produktentwicklung und Bauteilauslegung sowie

die Ver arbeitungstechnik, insbesondere im Hinblick auf die Weiterentwicklung von Direkt-

verfahren.

Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit bestimmen die Unterneh mens strate gien der kommenden

Generation. Das Fraunhofer ICT gehört dabei, ins besondere in der Umwelttechnik, zu den

profiliertesten Forschungseinrichtungen.

Die Entwicklung der Umweltsimulation wurde maßgeblich vom Fraun hofer ICT mitgestaltet.

Hier werden die Wirkungen von Umwelteinflüssen auf Werkstoffe und technische Erzeug nisse

un tersucht. Das Institut ist seit mehr als 40 Jahren Sitz der renommierten Gesellschaft für

Umweltsimulation GUS.

Verteidigungsforschung

Das Fraunhofer ICT ist das einzige Explosivstoff-Forschungsinstitut in Deutschland, das den

gesamten Ent wicklungsbereich vom Labor über das Technikum bis zum System bearbeitet.

Es verfügt über langjährige Kernkompetenz bei chemischen Energieträgern wie beispielsweise

Raketenfesttreibstoffen, Rohrwaffentreibmitteln oder Sprengstoffen und ist seit über 50 Jah ren

Forschungspartner des Bun desverteidigungsministeriums. Be deutsame zi vile Anwendungen

der energetischen Produkte sind die Gasgenerator- und Airbag-Technologie sowie Feststoff -

raketenantriebe für die Raumfahrt.

Synergie

Die aktuelle wirtschaftliche Situation verdeutlicht, dass die thematische Breite unserer Themen

sowie der einzigartige Dualismus in verteidigungsbezogener und ziviler Forschung uns die

Möglichkeit bietet, unabhängig vom wirtschaftlichen Umfeld erfolgreich zu sein.

Das Fraunhofer ICT beschäftigt rund 500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Insgesamt stehen

25.000 m2 gut ausgestattete Labors, Technika und Büros für die Bearbeitung der Forschungs-

aufträge zur Verfügung.

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PRoDukTBEREICHE DESFRAunHoFER ICT

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EnERgETISCHE mATERIAlIEn

Arbeiten am

Extraktionsautomat.

Chemische und verfahrenstechnische Prozessentwicklung ist die Kernkompetenz der Mitarbeiterinnen und

Mitarbeiter des Produktbereichs Energetische Materialien. Wir bieten Forschung und Entwicklung für die

chemisch orientierte Industrie. Unsere langjährige Erfahrung bei der Entwicklung von Treib- und Explosiv-

stoffen sowie pyrotechnischen Komponenten bildet die Grundlage für die sichere Synthese und Verarbeitung

energiereicher Substanzen – von der Herstellung der Rohprodukte bis zur Produktion von Kleinserien und

Demonstratoren. Im Rahmen der Sicherheitsforschung erarbeiten wir Testroutinen für die Explosivstoff-

detektion und entwickeln Brandschutz für gefährdete Komponenten.

Unser Interesse an chemischen und verfahrenstechnischen

Fragestellungen von der Synthese über die Reaktionsführung

bis zur Prozessentwicklung, Simulation und Erprobung bildet

die Basis unseres Forschungs- und Entwicklungsangebots

an Kunden aus den Geschäftsfeldern Chemie, Energie und

Umwelt sowie Verteidigung, Sicherheit, Luft- und Raumfahrt.

In den Bereichen Chemie und Verfahrenstechnik unterstützen

unsere engagierten Projektteams mit modernster Ausstattung

und einer leistungsstarken Forschungsinfrastruktur sowohl

kleine und mittelständische Unternehmen als auch die Groß-

industrie. In der chemischen Verfahrenstechnik werden die

Synthese, Aufarbeitung und Veredelung von energetischen

Materialien und Feinchemikalien in Labor- und Technikums-

prozessen realisiert. Hierzu zählen kontinuierliche Mikrover-

fahrenstechniken, Nitriertechnologien, überkritische Fluidver-

fahren und Zerkleinerungs- und Beschichtungstechniken. Der

Forschungsbereich ist insbesondere auf eine sichere Auslegung

und Optimierung gefahrgeneigter Prozesse spezialisiert.

Mit der Mikroreaktionstechnik bieten wir der chemischen

und pharmazeutischen Industrie einen vielseitigen Werk-

zeugkasten zur Prozessanalyse, -auslegung und -optimierung

an. Basierend auf reaktionskalorimetrischen Daten, die in

Verbindung mit maßgeschneiderter spektroskopischer Prozess-

analytik ermittelt werden, können wir chemische Prozesse

»unter dem Mikroskop« analysieren, beurteilen und deren

Optimierungspotenzial identifizieren. Diese Prozesse werden

von uns vom Labormaßstab bis zur Technikumsreife weiter-

entwickelt, betrieben und auf Kundenwunsch in Konzepten

für Gesamtanlagen umgesetzt.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die zivile Sicherheitsforschung.

Im Bereich der Explosivstoffdetektion nutzen wir unsere

umfassende Explosivstoffkompetenz, um bestehende oder

neu entwickelte Detektionssysteme, zum Beispiel Flughafen-

scanner, auf die Fähigkeit zur Erkennung und Identifizierung

von sogenannten Explosivstoff-Eigenlaboraten zu testen und

als offizielles deutsches Testzentrum für die Detektion von

Flüssigexplosivstoffen zu validieren. Vernetzt in nationalen

und europäischen Expertengremien, wie in dem von der EU

geförderten »Network on the Detection of Explosives NDE«,

internationalen Verbundprojekten und nationalen Clustern

(zum Beispiel Innovationscluster »Future Urban Security«)

arbeiten wir an der Weiterentwicklung von Techniken zur

Explosivstoffdetektion.

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In der Verteidigungsforschung arbeiten wir in erster Linie

für das Bundesministerium der Verteidigung und die ver-

teidigungstechnische Industrie. Darüber hinaus steht der

Produktbereich Energetische Materialien als Ansprechpartner

für die Sicherheitsforschung anderer Ministerien und

Behörden sowie der Industrie zur Verfügung und bringt

seine besonderen Kompetenzen in entsprechende

nationale und internationale Gremien beratend ein.

»Smart Materials« ist ein übergreifender Forschungsbereich,

bei dem die Funktionalitäten von Komponenten und Produkten

sowie deren gezielte Modifizierung für unterschiedlichste

Anwendungen im Vordergrund stehen. Aus unseren Laboren

stammen beispielsweise neuartige Brandschutzbeschichtungen,

deren schützende, aufquellende (intumeszierende) und/oder

keramisierende Strukturen erst im Brandfall entstehen. Die

Eigenschaftsprofile der Beschichtungen werden für den

Einsatz im Bauwesen, im Transportbereich oder zum Schutz

von Gefahrstoffen entsprechend angepasst. Kunden-

anforderungen zum Beispiel im Hinblick auf Baustoffklassen

oder dekorative Aspekte (u. a. Transparenz) können bei der

Entwicklung berücksichtigt werden. Molekular geprägte

Polymere (MIPs) werden als sensitive und selektive Low-Cost-

Sensorbeschichtungen entwickelt.

Hierzu werden hochgradig vernetzte Polymere in Gegenwart

von Mustermolekülen synthetisiert. Nach Entfernen der Muster-

moleküle werden die verbliebenen »Abdrücke« selektiv belegt

und dienen damit zum Nachweis der Zielmoleküle. Metall-

organische Gerüststrukturen (MOF), eine neue Klasse mikro-

poröser Materialien, die sich durch große spezifische Poren-

volumina und hohe spezifische Oberflächen auszeichnen,

werden für Anwendungen in den Bereichen Gasspeicherung,

Sensorik und Katalyse entwickelt. Weitere »Smart Materials«

kommen aus dem Bereich der Partikeltechnologie wie zum

Beispiel Kern-Schale-Partikel und Co-Kristalle sowie aus den

Bereichen der energetischen Polymere und energetischen

ionischen Liquide, die beispielsweise in Treibstoffentwicklungen

erprobt werden.

Ansprechpartner

Dr. Horst Krause

Telefon +49 721 4640-143

[email protected]

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AkTuEllE FoRSCHungSTHEmEn

Chemische Verfahrenstechnik

– Prozessführung mit Mikroreaktionstechnik

– Prozessauslegung und Prozessdiagnostik

– kontinuierliche Katalyseprozesse

– Hochdruckanwendungen

• isostatisches Pressen

• überkritische Fluidverfahren

– Partikeltechnologie

– Energy Harvesting

Sicherheitsforschung

– Testcenter Explosivstoffdetektionssysteme im

Auftrag der Bundespolizei

– Explosivstoffdetektion

• Ferndetektion mit spektroskopischen Methoden

• European Network Detection of Explosives NDE

im Auftrag der DG HOME

– Home Made Explosives

• Herstellung, Leistungs- und Sicherheitsbeurteilung

– Brandschutz

• Hochtemperaturisolierungen auf der Basis von

keramisierenden Elastomeren

– schnelle pyrotechnische Rettungssysteme

Verteidigungsforschung Explosivstoffe

– Explosivstoffsynthese

– pyrotechnische Sätze und Gasgeneratoren

– Raketentreibstoffe

• schnell brennende, raucharme Festtreibstoffe

• Geltreibstoffe für Raketenantriebe

• gewichtsreduzierte Antriebe für Raumfahrtmissionen

– Rohrwaffentreibmittel

• geschäumte Treibladungsformkörper

• temperaturunabhängige Treibladungspulver

– Hochleistungssprengstoffe & insensitive Munition

– Explosivstoffanalytik

– Alterung, Stabilität und Verträglichkeit

Smart materials

– geprägte Polymere (MIP)

• selektive Sensorschichten

– metallorganische Frameworks

– Mikro- und Nanokomposite, Co-Kristalle

– gelbildende Stoffe

– energetische ionische Liquide

– energetische Polymere

– Core-Shell-Partikel

– phasenstabiles AN und ADN-Prills

P R O d U k T b E R E I C H E d E S F R A U N H O F E R I C T

E N E R g E T I S C H E m A T E R I A l I E N

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E N E R g E T I S C H E S y S T E m E

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Photokatalytische

Zersetzung energetischer

Materialien.

kompetenzen

Das grundlegende Verständnis der physikalischen Eigenschaften

energetischer Systeme bildet die Basis für das Leistungsspekt-

rum des Produktbereichs Energetische Systeme. Experimentelle

Untersuchungen an energetischen Materialien und Systemen

sowohl im wehrtechnischen als auch im zivilen Bereich dienen

der Charakterisierung und Bewertung ihrer Leistungs- und

Empfindlichkeitseigenschaften von der Herstellung über den

Transport und die Lagerung bis hin zur Anwendung.

Verbrennungsvorgänge finden sich in vielen Bereichen des

täglichen Lebens wie Verkehr, Energie, Brandschutz und

Militärtechnik. Pyrotechnische Systeme kommen in der Fahr-

zeugsicherheit, als Signalmunition für Rettungssysteme oder in

Abwehrsystemen zum Einsatz. Auch hier beschäftigen sich die

Arbeiten überwiegend mit den physikalischen Mechanismen

und chemischen Reaktionen, die in Verbrennungsprozessen

auftreten, und verfolgen das Ziel diese zu optimieren.

Modernste Messtechniken, teilweise eigen entwickelt, bieten

einen detaillierten und zeitaufgelösten Einblick in chemische

Reaktionen und detonative oder deflagrative Umsetzungen

explosiver Materialien.

Zentrale Aufgabe des Produktbereichs Energetische Systeme ist die Untersuchung der mit der Erzeugung, dem

Umsatz, der Wandlung und der Speicherung von Energie verknüpften Phänomene in zivi len und wehr-

technischen Applikationen. Weitere Forschungsschwerpunkte für industriel le und öffent l iche Auftraggeber

bi lden s i tuat ionsbezogene Schutzsysteme, nicht- leta le Wirkmitte l sowie die Analyse von Sicherheitsr is iken

und Unfal lszenar ien. Die Untersuchung und Entwicklung neuer Wärmespeicher, hochtemperaturbelasteter

Mater ia l ien und das Prozessmonitor ing ergänzen das Forschungsportfol io. Speziell für die Bearbeitung von

Projekten mit explos iven Substanzen stehen modernste Laborator ien und Messtechniken zur Verfügung.

Zudem er laubt die e inz igart ige Infrastruktur die Untersuchung reakt iver Vorgänge im Realmaßstab.

Neben Methoden zur Druck- und Temperaturmessung werden

berührungslose optische und spektroskopische Verfahren

wie Hochgeschwindigkeitskinematographie, Strömungs-

visualisierung, Pyrometrie und Emissions- und Absorptions-

spektroskopie (UV, VIS, NIR, IR) eingesetzt.

Die Analyse der ablaufenden Reaktionsvorgänge basiert auf

fundierten theoretischen Modellen der Reaktionskinetik,

Strömungssimulation, Verbrennungs- und Detonationsphysik.

Hierzu werden sowohl kommerziell erhältliche Programme

als auch eigen entwickelte numerische Berechnungen an-

gewandt.

Die sich abzeichnende Verknappung fossiler Brennstoffe

erfordert einerseits die Entwicklung alternativer Antriebsver-

fahren und andererseits die ressourcenschonende Nutzung der

bisher genutzten Energieträger. Hierzu werden verschiedene

Ansätze auf dem Gebiet der Energiespeicher und der Rest-

wärmenutzung verfolgt.

Steigende Anforderungen an moderne Werkstoffe, Produkte

und deren Herstellungsprozesse erfordern die schnelle und zu-

verlässige Erfassung der prozessrelevanten Qualitätsparameter.

Spektroskopische Verfahren wie zum Beispiel RAMAN-Spektro-

skopie ermöglichen auch hier die Untersuchung und Analyse

von Materialien für die zielgenaue Produkt- und Prozessent-

wicklung bei der Polymerverarbeitung.

EnERgETISCHE SySTEmE

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Das Monitoring biologisch-chemischer Verfahren im Gebiet

der erneuerbaren Energieträger erfordert die schnelle und

zuverlässige Erfassung prozessrelevanter Qualitätsparameter.

Hierfür werden robuste und industrietaugliche Messsysteme

direkt in den Prozess integriert. Dadurch wird eine Korrelation

der Prozessparameter mit den Qualitätsanforderungen der

Produkte möglich. Die Auswertung erfolgt über multivariate

Auswerteverfahren.

Auf dem Gebiet der Hochtemperaturwerkstoffe werden

Oxidations- und Korrosionsprozesse von überwiegend

metallischen Werkstoffen untersucht und charakterisiert.

Im Vordergrund steht dabei die Strukturstabilität für

Anwendungen im Temperaturbereich bis 1.700 °C bei

unterschiedlichen Umgebungsbedingungen. Hochtemperatur-

röntgendiffraktometrie dient zur Insitu-Untersuchung an

metallischen und keramischen Hochtemperaturwerkstoffen

wie zum Beispiel Beschichtungen und Werkstoffen für Gas-

und Dampfturbinen, Werkstoffen für Hochtemperaturbrenn-

stoffzellen, Kraftfahrzeugkomponenten oder Heizleitern.

Die Funktionalisierung von Werkstoffen mittels Nano-

partikeln (beispielsweise biozide Ausstattung von Farben,

Lacken, Wandbelägen und medizinischen Werkstoffen),

sicherheitstechnische Bewertung sowie auch der Einsatz von

Nanopartikeln in Energieträgern bilden die Grundlage unserer

Forschungstätigkeit in der Nanotechnologie. Ein spezielles

Nano-Technikum ermöglicht den sicheren Umgang mit und

Reaktionsuntersuchungen an Nano-Stäuben.

Umsetzung

Die Kombination fachlicher Interdisziplinarität und heraus-

ragender Forschungsinfrastruktur mit modernsten Laboren

und Geräteausstattung bildet die Basis für eine erfolgreiche

Bearbeitung von Forschungsaufträgen. Der Bereich Energe-

tische Systeme ist speziell in der Explosivstoffbeurteilung und

Sicherheitsforschung der kompetente Partner für Industrie, Be-

hörden und Ministerien. Zudem verfügen wir über langjährige

Erfahrungen im Forschungsmanagement einer Vielzahl großer

nationaler und internationaler Projekte.

Ansprechpartner

Gesa Langer

Telefon +49 721 4640-317

[email protected]

Wilhelm Eckl

Telefon +49 721 4640-355

[email protected]

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Explosivstoffbeurteilung

– Anzündung, Verbrennung, Innenballistik, Detonik

Schutzsysteme

– Nicht-letale Wirkmittel, pyrotechnische Brandsätze, Flares

Gasgeneratoren

– Airbagsysteme, Umformtechnik, Löschtechnik

Technische Sicherheit

– Explosionen, Brände, Wasserstoffsicherheit

Hochtemperaturwerkstoffe

– Oxidation, Korrosion, Strukturstabilität

Werkstoffe und Prozessanalyse

– optische Spektroskopie, Werkstofffunktionalisierung, Chemometrie, Nano-Partikel

Energiespeicher

– Wärme- und Kältespeicher, stoffliche Speicher


E N E R g E T I S C H E S y S T E m E

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A N g E w A N d T E E l E k T R O C H E m I E

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12-zelliger Batteriestack als

aktiver Teil eines Batterie-

moduls.

Batter ien, Brennstoffzel len, e lektrochemische Sensoren und Analysesysteme s ind die Arbeitsschwerpunkte

des Produktbereichs Angewandte E lektrochemie. Die z iv i len und wehrtechnischen Forschungs- und Ent -

wicklungsarbeiten re ichen von der Mater ia lcharakter is ierung und -opt imierung bis zur Methodenent -

wicklung und der Herste l lung von Prototypen. Umfangreiche Test- und Entwicklungsmethoden für Brenn -

stoffzel len, Batter ien und Komponenten werden entwickelt und als Serv ice le istung angeboten. Neben

einer umfassenden Laborausstattung ste l len wir unseren Kunden ein breites e lektrochemisches Know-how

zur Verfügung.

batterien

Forschungsschwerpunkte am Fraunhofer ICT sind die auf

Lithium basierten Speicher, besonders hinsichtlich deren

Sicherheit und der Entwicklung neuer Systeme mit hoher

Energiedichte (wie zum Beispiel Lithium-Schwefel und Lithium-

Luft). In voll ausgestatteten Sicherheitslaboren werden zerstö-

rende und nicht-zerstörende Tests an Lithium-Ionen-Zellen und

Modulen mit einer umfangreichen Gasanalytik durchgeführt.

Der Kühlung von Lithium-Ionen-Batteriesystemen kommt aus

Sicherheits- und Alterungsgründen eine besondere Bedeutung

zu. Dazu werden thermische Messungen an Zellen und deren

Komponenten durchgeführt und auf dieser Basis thermische

Simulationen von Batteriekühlsystemen erstellt.

Bei den sogenannten »next generation« Batterien wie bei-

spielsweise Lithium-Luft ist die größte Herausforderung eine

ausreichende Zyklenzahl zu erreichen. Um zu einem Durch-

bruch zu gelangen, arbeiten die Wissenschaftler an neuen

Elektrodenkonzepten auf Basis von Kohlenstoffgeweben.

Der Schwerpunkt liegt momentan auf der Untersuchung von

Katalysatoren und auf der Untersuchung von stabilen und

sicheren Elektrolyten. Die Forscher am Fraunhofer ICT sind

zuversichtlich, dass die Anzahl der Zyklen noch weiter erhöht

werden kann.

Redox-Flow-batterien

Redox-Flow-Batterien ermöglichen eine optimierte Nutzung

erneuerbarer Energien aus fluktuierenden Energiequellen.

Die Arbeiten am Fraunhofer ICT befassen sich sowohl mit

der Untersuchung neuer geeigneter Elektrolyte, Elektroden

und Membranen als auch mit den verfahrenstechnischen

Parametern. Dabei stehen für stationäre Anwendungen eine

Skalierung der Technologie in den MW- und MWh-Bereich

sowie die produktionstechnische Umsetzung entsprechender

Speicher im Vordergrund der Forschung und Entwicklung.

Bei Vanadium/Sauerstoff-Zellen dient eine Vanadiumlösung als

Energiespeichermedium. Die Schwerpunkte der Entwicklungen

sind die Erhöhung der Energiedichte und die Konstruktion

und Untersuchung von langzeitstabilen und leistungsfähigen

Zellen. Am Fraunhofer ICT wurden verschiedene Zelltypen

entwickelt und untersucht, wobei durch eine patentierte

Konstruktion mit zwei Membranen eine besondere Langzeit-

stabilität erreicht wurde. Zukünftig könnte dieser Speichertyp

auch in der Elektromobilität eine wichtige Rolle spielen.

brennstoffzellen

Als elektrochemische Wandler weisen Brennstoffzellen in der

Regel eine höhere elektrische Effizienz als thermische Kraft-

maschinen auf, insbesondere im kleinen bis mittleren Leistungs-

bereich. Im Vergleich zu Batterien erreichen sie zudem höhere

AngEwAnDTEElEkTRoCHEmIE

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Energiespeicherdichten. Die Nutzung flüssiger Treibstoffe kann

dabei nicht nur die Speicherdichte erhöhen, sondern auch

die Handhabung erleichtern und somit das Marktpotenzial

erhöhen. Markthinderlich sind die fehlende Infrastruktur für

den häufig eingesetzten Brennstoff Wasserstoff sowie hohe

Kosten. Das Fraunhofer ICT betreibt angewandte Forschung

im Bereich Brennstoffzellenmaterialien, um hier Abhilfe zu

schaffen. So untersucht das Fraunhofer ICT Katalysatoren und

Bindermaterialien für alkalische Brennstoffzellen mit Anionen-

Austauschermembran, mit dem Ziel einer deutlichen Kosten-

senkung durch den Verzicht auf Platinmetalle. Weiterhin unter-

sucht das Fraunhofer ICT Elektrokatalysatoren für die direkte

Umsetzung von Alkoholen wie Methanol, Ethylenglycol und

Ethanol in alkalischen und Mitteltemperatur-Polymerelektrolyt-

membran-Brennstoffzellen mit dem Ziel flüssige Brennstoffe

einsetzen zu können. Im Rahmen dieser Aktivitäten hat das

Fraunhofer ICT eine große Expertise in der in-situ Untersuchung

elektrochemischer Prozesse in Brennstoffzellen entwickelt, die

wir unseren Kunden zum Beispiel auch zur Untersuchung von

Degradationsvorgängen zur Verfügung stellen.

Im Systembereich befasst sich das Fraunhofer ICT intensiv mit

der Entwicklung von Brennstoffzellensystemen als APU oder

Range Extender für Elektrofahrzeuge sowie mit der Entwicklung

von Demonstrationssystemen für das Verteidigungsministerium

und die nachgeschalteten Behörden.

Sensorik und Analysensysteme

Elektrochemische Sensoren werden für unterschiedlichste

Messaufgaben im Umweltbereich, in der Sicherheitsüber-

wachung, der Prozesskontrolle und der Medizin eingesetzt. Im

Vergleich zu herkömmlichen Sensoren zeichnen sie sich durch

ihre hohe Empfindlichkeit, einfache Handhabung und geringe

Herstellungskosten aus. Sie können für die Untersuchung von

Flüssigkeiten, Gasen und Bodenproben eingesetzt werden.

Zusätzlich können sie aufgrund einer Vielzahl variierbarer Para-

meter flexibel an spezielle Messaufgaben unserer Kunden an-

gepasst werden. Aktuelle Arbeiten zielen auf die Entwicklung

hochempfindlicher Sensoren für die Schadstoffdetektion in

der Luft und im Meerwasser. Weiterhin wird an Sensoren für

den Einsatz unter extremen Umweltbedingungen (zum Beispiel

hohe Temperaturen) gearbeitet. Ein weiterer Schwerpunkt

der Arbeiten liegt auf der Anwendung von Methoden der

Mustererkennung für den flexiblen Einsatz elektrochemischer

Sensoren in komplexen Matrices.

Des Weiteren können auch unerwünschte Korrosionseffekte

bei Batterien und Bauteilen jeglicher Art welche zu Bauteilver-

sagen führen können mit elektrochemischen Messmethoden

untersucht werden. Mit der Röntgenspektroskopie beispiels-

weise werden an den Korrosionsprodukten Schadensanalysen

auf deren Elementzusammensetzung durchgeführt. Darüber

hinaus gehören Leckagemessungen, zum Beispiel Dichtigkeits-

messungen von Batterien unter Vakuum, und das Wasserstoff-

monitoring vom unteren ppb bis zum hohen Prozentbereich in

Echtzeit zum Portfolio.

Der Bereich der Analysensysteme beschäftigt sich seit

vielen Jahren mit analytischen Fragestellungen aus den

verschiedensten Themenfeldern. Der Fokus liegt dabei meist

auf elektrochemischen Problemstellungen, zu deren Lösung

auf eine umfangreiche elektrochemische und analytische

Ausstattung zurückgegriffen werden kann. Die Abuse Tests

von Lithium-Ion-Akkumulatoren, bei denen vielfältige gas-

förmige, teilweise toxische Komponenten entstehen können

und deren Nachweis oft schwierig und aufwendig ist (HF,

Schwefelverbindungen), fällt ebenfalls in den Aufgabenbereich

der Analysensysteme.

Ansprechpartner

Dr. Jens Tübke

Telefon +49 721 4640-343

[email protected]

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– Entwicklung von wiederaufladbaren Lithium-Schwefel- und Lithium-Luft-Batterien

– Entwicklung von Materialien und Systemen zur Erhöhung der Sicherheit von Lithium-Ionen-

Batterien

– Aufbau und Verbindungstechniken von elektrochemischen Energiespeichern für die Elektro-

mobilität

– Durchführung von Batterietests (Performance, Abuse, post-mortem-Untersuchungen)

– Auslegung und Entwicklung von Batteriesystemen

– Simulation des thermischen Verhaltens von Batterie-Zellen und Modulen

– Entwicklung hybrider Energiespeicher-Systeme

– Entwicklung von Redox-Flow-Batterien

– Entwicklung von Vanadium/Sauerstoff Systemen

– Entwicklung von Sauerstoffreduktionselektroden für unterschiedliche Brennstoffzellentypen

– Entwicklung von Elektrokatalysatoren und Membran-Elektroden-Einheiten für alkalische

Direktalkohol-Brennstoffzelle

– Entwicklung von Direktethanol-Brennstoffzellen größerer Leistung

– Untersuchung zum Einsatz von Brennstoffzellen in der Bundeswehr

– Realisierung von Brennstoffzellendemonstrationssystemen

– elektrochemische Sensoren zur Detektion von chemischen Substanzen bis in den ppt-Bereich

– System zur Bereitstellung von Gasen mit definierter Explosivstoffkonzentration

– Analytik für Batterie- und Brandgase

– Unterstützung bei der Auswahl und dem Einsatz von ionischen Flüssigkeiten


A N g E w A N d T E E l E k T R O C H E m I E

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U m w E l T E N g I N E E R I N g

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Die Abtei lung Umwelt Engineering bearbeitet seit Jahren erfolgreich Forschungsthemen im Bereich einer

ressourceneff iz ienteren Produktionstechnik und innovativen Verwertungsverfahren. Das Produktportfol io

erstreckt s ich über Chemikal ien und Werkstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe über neue Material ien

(Biopolymere, Nanomaterial ien, Funktionswerkstoffe, Smart Materials) bis hin zu speziel len Rezyklaten. Ein

weiterer Arbeitsschwerpunkt ist die Umweltqual if ikation technischer Produkte durch standardis ierte oder

kundenspezif isch entwickelte Testmethoden.

kompetenzen

Die Arbeitsgruppe Kreislaufwirtschaft-Ressourceneffizienz be-

arbeitet Fragestellungen zur rohstoff- und energieoptimierten

Produkt- und Prozessentwicklung. So konnte beispielsweise

durch ein Hydrothermalverfahren ein effizientes Recycling-

verfahren für Baustoffe entwickelt werden, welches hoch-

wertige Rohstoffe für die Bauwirtschaft generiert. Textilien

und polymere Fasern aus Fahrzeugsitzen lassen sich durch

ein stoffliches Recycling wieder in Neuware einarbeiten.

Fasercomposite-Bauteile werden am Fraunhofer ICT durch

werkstoffliches Recycling zunächst fraktioniert, um sie an-

schließend in hochwertigen Anwendungen wieder einsetzen

zu können. Ökologische als auch ökonomische Tools für

eine ganzheitliche Bewertung dieser Prozesse im Bereich des

Life Cycle Assessments (LCA) runden die Kompetenz dieser

Forschungsgruppe ab.

Die Arbeitsgruppe Reaktions- und Trenntechnik verfolgt einen

integrativen Prozess- und Produktansatz für die Synthese von

Plattformchemikalien auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Die

Prozesse umfassen die gesamte Prozesskette von der Auswahl

und dem Aufschluss biogener Rohstoffe über den Aufschluss,

dem Downstream Processing bis hin zur quantitativen

Charakterisierung der Produkte.

Die Prozesse zielen auf die industrielle Nutzung pflanzlicher

Rohstoffe, wie zum Beispiel Zucker, Stärke, Cellulose, Hemi-

cellulose, Lignin, Terpene, Chitin oder Öle und Fette für die

Herstellung organischer Zwischenprodukte, Feinchemikalien

und Polymeren. Durch die basenkatalysierte Hydrothermolyse

(BCD) von Lignin beispielsweise lassen sich am Fraunhofer

ICT phenolische Bausteine generieren (Guajakole, Catechole,

Syringole), die bei der Herstellung von Phenol-Formaldehyd-

Harzen Anwendung finden können.

Von besonderem Interesse sind in diesem Zusammenhang

hydrothermale katalytische Prozesse, die Wasser im nahe-

kritischen Zustand als Lösungsmittel und Reaktionspartner

nutzen. Beispielhaft seien hier die Gewinnung von Poly-

alkoholen aus Cellulose, Hemicellulose oder Zuckern für

die Herstellung von Polymerschäumen, die Gewinnung von

Furanderivaten (5-HMF, 2,5-FDCA) aus Hemicellulosen für

die Herstellung von thermoplastischen Elastomeren und die

Gewinnung von Phenolderivaten aus Ligninen und Tanninen

genannt. Diese Prozesse sind wegen der Verwendung von

Wasser als Lösungsmittel in idealer Weise mit biotechnolo-

gischen Prozessen kombinierbar.

Bei der Komponententrennung (Extraktion) kommen neben

thermischer Verfahrenstechnik auch überkritische Fluide

(SCF) zum Einsatz. Diese Fluide kombinieren ein starkes

Lösungsvermögen mit gasähnlichen Transporteigenschaften.

Schwerpunkte der Projektgruppe Polymere und Additive sind

die Entwicklung von Syntheseprozessen für die Herstellung,

Verarbeitung und Modifizierung von Polymeren basierend auf

umwElT EngInEERIng

Versuchskammer für

Schadgastests.

24

Bausteinen aus nachwachsenden Rohstoffen. Insbesondere

Polyester und Polyamide auf Furandicarbonsäure-Basis, die

aus Zuckern hergestellt wurden, stoßen auf zunehmendes

Interesse. Für die Synthese neuer Polymere eignen sich aber

auch Öl basierte Fettsäurederivate, die sich über Metathese-

reaktionen und anschließende Derivatisierung aus den

natürlichen Rohstoffen herstellen lassen. Im Bereich der

Polymere ist eine zunehmende Nachfrage nach verbesserten

Flammschutzsystemen zu verzeichnen. Aus diesem Grund

beschäftigt sich eine Gruppe von Wissenschaftlern mit der

Entwicklung reaktiver Flammschutzsysteme, die bereits bei

der Polymersynthese in das Produkt vernetzt werden.

Die Abteilung Umwelt Engineering verfügt über eine akkre-

ditierte Analytik, die es ermöglicht quantitative Aussagen

(auch spurenanalytisch) zu analytischen Anfragen aus allen

Projektgruppen sowie für externe Kunden und Partner zu

treffen. Spezialisiert hat sich die Gruppe in den letzten Jahren

vor allem auf die Charakterisierung von Naturstoffen und

Biomaterialien (NREL-Analyse, Fettanalytik, LC-MS), von poly-

meren Produkten (Pyrolyse-GC-MS) sowie von mineralischen

Bestandteilen in recycelbaren Stoffen (Asphalten, Bahn-

schwellen, Leuchtschichten).

Emissions-Prüfkammermethoden detektieren mögliche

Materialemissionen beispielsweise bei Innenraumanwen-

dungen. Neben VOC-Messungen sind auch andere Luft-

schadstoffe oder Partikel wie Feinstaub nachweisbar.

Während ihrer Lebensdauer sind technische Produkte einer

Vielfalt von Umwelteinflüssen ausgesetzt, die sich auf die

Funktion, die Gebrauchsdauer, die Qualität und die Zuver-

lässigkeit des Produkts auswirken. Die Projektgruppe Umwelt-

simulation und Produktqualifikation beurteilt im Auftrag

zahlreicher Kunden aus verschiedenen Industriebereichen

simulierte Umwelteinflüsse auf technische Erzeugnisse und

deren Wirkung. Durch eine Langzeitsimulation in Kombination

mit einer definierten Alterung können diese Effekte nach-

gestellt werden. Innerhalb weniger Stunden oder Tage lässt

sich damit die Lebensdauer simulieren. Anwendungsgebiete

sind die Qualifizierung von Fahrzeugbauteilen und die

Entwicklung beständiger Komponenten für die Lebensmittel-

industrie.

Korrosionsvorgänge lassen sich durch Versuche mit gas-

förmigen oder flüssigen Medien nachstellen, um beispiels-

weise einen wirkungsvollen Nachweis von Korrosionsschutz-

maßnahmen zu erbringen.

Die Belastung durch Stäube wurde mit der Feinstaub-

problematik ins öffentliche Rampenlicht gedrängt. Daher

werden Staubbelastungen in Versuchen nachgestellt, um eine

beschleunigte Wirkung und somit eine Zeitraffung zu erzielen.

Ansprechpartner

Rainer Schweppe

Telefon +49 721 4640-173

[email protected]

2525


– Umsetzung von Bioraffineriekonzepten in den Miniplant-Maßstab an der neu gegründeten

Projektgruppe Fraunhofer CBP am Standort Leuna

– Baustoffrecycling

– Konzepte zum rohstofflichen und werkstofflichen Recycling von Composite-

Kunstoffverbünden

– Rückgewinnung von Textilfasern für die stoffliche Wiederverwertung

– Verwertung von PET in Food-Grade Qualität

– Kreislaufführung von Kunststoffen aus dem Bereich Elektroaltgeräte und Alt-Fahrzeuge.

– Recycling von Elektronikschrott

– rohstoffliches Recycling von PU-Blockschäumen (Glykolyse und Acidolyse)

– Nachhaltigkeit in der Entwicklung und Fertigung von Flugzeugen

– stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe zur Herstellung von Chemierohstoffen

– Anwendung überkritischer Fluide in der Synthese und der Stofftrennung

– Verfahren zur Stimulation von Korrosionsvorgängen

– Methoden zur Simulation von Reinigungsvorgängen in der Lebensmittelindustrie

– Beständigkeit von Oberflächen gegen chemische Substanzen

– Untersuchungen zur beschleunigten Alterung von Bauteilen

– Entwicklung von Verfahren zur zeitgerafften Aufprägung von Umgebungseinflüssen


U m w E l T E N g I N E E R I N g

26


P O ly m E R E N g I N E E R I N g

27

Hochdruck RTM Prozess-

technik bestehend aus

Hydraulikpresse und Hoch-

druck-Injektionseinheit

zur Herstellung von Hoch-

leistungsfaserverbunden.

Seit se iner Gründung vor über 15 Jahren betre ibt der Produktbereich Polymer Engineer ing erfolgreich

anwendungsnahe Forschung an Kunststoffen und Verarbeitungsprozessen. In eng vernetzten thematisch

fokuss ierten Arbeitsgruppen mit unseren Partnern aus den Fraunhofer-Al l ianzen, den verbundenen

Lehrstühlen und dem europäischen Ausland bieten wir unseren Kunden Forschungsdienst le istungen von

der Idee über die Produkt- , Mater ia l - und Verfahrensentwicklung bis h in zur Prototypenherste l lung aus

e iner Hand. Die Anbindung und wissenschaft l iche Zusammenarbeit mit dem Kar lsruher Inst i tut für

Technologie KIT ermögl icht darüber hinaus se i t e in igen Jahren eine Vert iefung der Grundlagenforschung

über die Lehrstühle für Leichtbautechnologie und Polymertechnik. Als Gründungsmitgl ied der europäischen

Plattform für Kunststoffverarbeitung (ECP4) s ind wir zudem intensiv in der Vernetzung anwendungsnaher

Kunststoffforschung in Europa tät ig.

Projektgruppe Funktionsintegrierter leichtbau FIl

in Augsburg

Seit Anfang 2009 erfolgte aus dem Produktbereich Polymer

Engineering heraus der Aufbau des neuen Themenschwer-

punktes »Funktionsintegrierter Leichtbau« FIL für Hoch-

leistungsfaserverbundstrukturen und der gleichnamigen

Fraunhofer-Projektgruppe in Augsburg. Die Fraunhofer-

Projektgruppe FIL hat das Ziel, anwendungsorientierte

Forschung auf dem Gebiet der intelligenten Leichtbauweisen

und automatisierten Fertigungsverfahren für eine kosten- und

energieeffiziente Produktion von Hochleistungsfaserverbund-

strukturen für den Anlagen-, Fahrzeug- und Maschinenbau

zu betreiben.

Die Forschungsarbeiten orientieren sich dabei entlang

der Gesamtprozesskette: von der Entwicklung innovativer

(Multimaterial-) Leichtbauweisen und Fügekonzepte über

belastungs- und verschnittarme Fibre Placement/Tapelege-

Technologien, alternative und energieeffiziente Härtever-

fahren, online Injektions- und Konsolidierungsverfahren,

online Prozessmonitoring bis zum Recycling von Hoch-

leistungsfaserverbundwerkstoffen.

Für die rund 60 Mitarbeiter wurde Ende 2012 ein neues

Büro- und Technikumsgebäude mit ca. 2.500 m² Nutzfläche

fertiggestellt, sodass der Erstbezug Anfang 2013 und die

offizielle Einweihung des neuen Standortes Mitte Mai 2013

erfolgen.

FPC – Fraunhofer Project Center for Composites Research

at western University, london, Ontario, kanada

Mit der Eröffnung im November 2012 nahm das Fraunhofer

Project Center for Composites Research (FPC) at Western

University in London, Ontario, Kanada offiziell seine operative

Tätigkeit auf. Mit der einzigartigen Partnerschaft zwischen

FPC und der Western University ist ein Zusammenschluss

gelungen, um die Kompetenzen des Fraunhofer ICT auf dem

Gebiet der Faserverbundwerkstoffe mit dem Know-how in

der Material- und Oberflächenforschung der kanadischen

PolymEREngInEERIng

28

Hochschule zu verbinden. Die Western University ist aufgrund

der Forschungsstärke auf diesem Sektor und der geo-

grafischen Lage im Zentrum von sechs der weltweit größten

Automobilhersteller dazu prädestiniert, die anwendungsnahe

Forschungsstrategie von Fraunhofer weiter voranzubringen

und damit eine Brücke zwischen Wissenschaft und Wirtschaft

zu bauen.

kompetenzen

In unseren modern ausgestatteten Technika am Standort

Pfinztal erarbeiten wir zusammen mit unseren Partnern und

Kunden optimierte Fertigungsverfahren, erproben neue

Werkzeuge, entwickeln neuartige und miteinander vernetzte

Verfahrensschritte und erweitern die Einsatzgrenzen heutiger

polymerer Materialien. Die Ausstattung des Produktbereichs

reicht in vielen Technologien vom kleinen Labormaßstab über

Technikumsanlagen bis hin zum Prototypen- bzw. Produktions-

maßstab, sodass wir unsere Partner in der Entwicklung neuer

Verfahren und Materialien umfassend begleiten können.

Im Bereich des Polymer Engineering arbeiten wir an Zukunfts-

themen wie beispielsweise der Entwicklung von thermo-

plastischen, naturfaserverstärkten Polymeren, neuartigen

biobasierten Compounds, unter anderem für Anwendungen

in der nachhaltigen Gebäudedämmung oder elektrisch

leitfähigen Nanocompositen, die unter anderem auch für

Sensoraufgaben eingesetzt werden können. Einen neuen

Schwerpunkt der Prozessentwicklung bilden integrierte Re-

aktivverfahren, zum Beispiel die sogenannte reaktive Extrusion,

welche chemische Synthesen oder Werkstoffmodifikationen

im kontinuierlich arbeitenden Reaktionsextruder ermöglichen.

Mit dem EU-Verbundprojekt InnoREX konnte auf dieser Ebene

ein für die Technologie- und Materialentwicklung wichtiges

Projekt gestartet werden. Die Bedeutung des Themenfeldes

Spritzgießen wurde 2012 durch die Investition in eine Schaum-

spritzgießanlage untermauert. Künftig wird das Fraunhofer

ICT nun Forschung und Entwicklung im Bereich Schaumspritz-

gießen auf einer hochmodernen 700-Tonnen-Spritzgießanlage

anbieten. Erste technologische Entwicklungen beweisen

bereits heute das hohe Potenzial der Schäumtechnik.

Insbesondere in Kombination mit Endlosfaser-Verstärkungs-

elementen eröffnen sich neue Ansätze. So können beispiels-

weise Bauteile mit Sandwichstruktur und entsprechend hohen

spezifischen Steifigkeiten entwickelt werden.

Die bereits Ende 2011 abgeschlossene Installation der

Schaumplatten-Extrusionsanlage hat sich in einem sehr

deutlichen Anstieg der Projekterträge gezeigt. Neben der

Entwicklung neuer Schaummaterialien ist auch das Interesse

an der Rezepturentwicklung für konventionelle Materialien

ungebrochen.

Die kontinuierlichen Investitionen der letzten Jahre in die

Partikelschaumtechnik haben auch im Jahr 2012 zu einer

konstant hohen Nachfrage geführt. Die einzigartige An-

lagentechnik am Fraunhofer ICT ermöglicht die Abbildung

der gesamten Entwicklungskette von der Compoundierung

thermoplastischer Schaumrezepturen über die Herstellung

gasbeladener Partikel und die Vorschäumung bis hin zur

Herstellung von Bauteilen im Technikumsmaßstab. Die

Industrie schätzt besonders die gewachsene Material-

und Prozesskompetenz des Instituts auf diesem Gebiet.

In der Faserverbundtechnik stehen Integrationstechniken,

Produktionsverfahren für langfaserverstärkte Thermoplaste

und Duromere (LFT, SMC), Gießharzverfahren mit Thermo-

plasten (T-RTM/RIM), Harzinfusionstechniken (RTM) sowie die

PUR-LFI-Faser-Sprühtechnologie zur Verfügung. Schwerpunkte

bilden die einstufigen ressourcen- und energieeffizienten

Direktprozesse wie beispielsweise das Langfaser-Thermo-

plast-Direktverfahren LFT-D im Fließpressen und Spritzgießen

oder die direkte Herstellung und Verarbeitung von Sheet

Molding Compounds (SMC) im D-SMC-Verfahren. Diese

Prozesse ermöglichen die lokale Verstärkung von Bauteilen

in hochbelasteten Bereichen sowie die direkte Einarbeitung



29

von Verstärkungs- und Füllstoffmaterialien, wie zum Beispiel

Glas-, Natur-, Kohlenstoff- oder Synthesefasern, in Polymere

auf synthetischer und natürlicher Basis. Ein weiterer Fokus der

Forschungs- und Entwicklungsarbeiten liegt auf der Abbildung

gesamter Produktionsprozesse. So erfolgt im Sommer 2013

der Aufbau einer voll automatisierten Preformanlage für textile

Halbzeuge, welche die Herstellungskette für Hochleistungs-

faserverbunde im RTM-Verfahren komplementiert.

Auf dem Gebiet der Mikrowellen- und Plasmatechnologie

betreibt das interdisziplinär vernetzte Team Prozess- und

Anlagenentwicklungen zur mikrowellenunterstützten Prozess-

technik, wie zum Beispiel Erwärmen, Trocknen, Schweißen,

Kleben und Fügen von Polymeren. Der noch junge Arbeits-

schwerpunkt des beschleunigten Aushärtens von Duromeren

zur Herstellung von Composites mittels Mikrowellen hat auch

2012 ein breites industrielles Interesse gefunden. So wurde ein

spezielles Mikrowellensystem entwickelt, welches eine direkte

Erwärmung von kohlenstofffaserverstärkten Polymeren er-

möglicht und damit eine deutliche Steigerung der Wirtschaft-

lichkeit vor allem bei großen und dickwandigen Bauteilen ver-

spricht. Des Weiteren wurde eine kompakte Induktionsanlage

angeschafft und damit das Entwicklungsangebot im Bereich

beschleunigter Aushärtung deutlich erweitert.

Die Erzeugung von Plasmen dient vor allem der Oberflächen-

behandlung. Insbesondere werden Polymerbauteile mit einer

transparenten Kratzschutzbeschichtung versehen. Die so

aufgebrachte Schicht besitzt hervorragende Kratzschutz-

eigenschaften und ist vollkommen transparent. Eine weitere

Anwendung ist der Korrosionsschutz metallischer Bauteile.

Letzteres ist insbesondere beim Fügen von Metallen mit

kohlenstofffaserverstärkten Compositebauteilen von hoher

Relevanz. Eine weitere sehr interessante Entwicklung ist

die nanostrukturierte Haftschicht. Diese Schicht weist eine

poröse Struktur im Nanometermaßstab auf, in die flüssige

duroplastische und thermoplastische Kunststoffe bei der Ver-

arbeitung eindringen können und so über eine mechanische

Verhakung eine außergewöhnlich gute Haftung ohne Primer

ermöglichen. In abteilungsübergreifender Zusammenarbeit

wurde 2012 auch der Bereich der Kunststoffprüfung weiter

ausgebaut. Auf hochmodernen Prüfeinrichtungen können –

großteils auch mit Akkreditierung – unter anderem Zug- und

Kerbschlagversuche, die Wärmeformbeständigkeit, die rheo-

logischen Eigenschaften, der Feuchtegehalt, der Faseranteil,

Oberflächenspannungen und die elektrische Leitfähigkeit

bestimmt werden. Die jahrzehntelange Erfahrung in der

Lichtmikroskopie hat darüber hinaus entscheidend zur

Verbesserung der Prozesse in der Nanocompositeherstellung

und in der Einstellung von Schaumstrukturen beigetragen.

karlsruher Innovationscluster für Hybriden leichtbau

kITe hylITE

Seit 2008 leitet Prof. Dr. Frank Henning das Fraunhofer-

Innovationscluster KITe hyLITE »Technologien für den hybriden

Leichtbau«. Im Rahmen des Clusters vernetzen sich die

Fraunhofer-Institute ICT, IWM und LBF mit Instituten des

Karlsruher Institut für Technologie KIT sowie Industrieunter-

nehmen zur gemeinsamen Entwicklung von hybriden Leicht-

bautechnologien auf Basis von Faserverbundwerkstoffen.

Im Fokus der Aktivitäten stehen die übergeordneten Kern-

themen: Werkstoffe, Produktion und Methoden. Insbesondere

im Bereich der Methodenentwicklung, welche die Simulation

und die Charakterisierung der neuen Verbundwerkstoffe und

Werkstoffverbunde umfasst, besteht seitens der Industrie

dringender Forschungsbedarf, um die Großserienfähigkeit

zu erreichen. Für den thematischen Ausbau des Innovations-

clusters stehen Mittel des Landes Baden-Württemberg aus

dem EFRE-Fonds der Europäischen Union sowie eine Gegen-

finanzierung der Fraunhofer-Gesellschaft zur Verfügung. Der

Ausbau umfasst Aktivitäten in den Themenbereichen Resin-

Transfer-Molding (RTM), faserverstärkte Polyurethane (PU),

reaktive thermoplastische Faserverbundverfahren (T-RTM und

In-Situ Inject) sowie das Spritzgießen hybrider LFT-Verbunde.

30

Einen wesentlichen Bestandteil des Arbeitsprogramms der

verschiedenen Projekte bildet dabei die Automatisierung und

Industrialisierung der Fertigungsverfahren.

Basierend auf den Arbeiten des Innovationsclusters KITe hyLITE

unter der Federführung des Fraunhofer ICT und des Karlsruher

Instituts für Technologie KIT sowie dank der Unterstützung des

Landes Baden-Württemberg sind die Arbeiten im Rahmen des

»Technologie-Cluster Composites« (TC²) gestartet. In enger

Zusammenarbeit mit der Industrie und weiteren Forschungs-

einrichtungen im Land Baden-Württemberg wird an der

Prozesskette zur Herstellung von Hochleitungsfaserverbund-

werkstoffen im RTM-Verfahren sowie an der Qualitätsver-

besserung und Prozesskette des Sheet Molding Compounds

(SMC) geforscht.

besondere Anlagen- und Prozesstechnik

– Direkteinarbeitungsverfahren für langfaserverstärkte

Thermoplaste

– Automatisierungstechnik für Tailored LFT – lokale

Endlosfaserverstärkung von Langfaserverbundbauteilen

– neue Verfahren zur Herstellung von Partikelschaum-

materialien

– Anlagen für direkt extrusionsgeschäumte Platten aus

Biopolymeren

– Hybridtechnik für die Partikelschaumtechnik

– Faserdirekteinarbeitungsanlage für duroplastische

Harzsysteme

– Prozesstechnik für RTM (Niederdruck-, Hochdruck- und

Compression-RTM)

– Schnelle Harzinjektionstechnologien für den RTM-Prozess

– Anlagentechnik Thermoplast-Spritzgießen von Hoch-

leistungs-Compositebauteilen

– Prozesse für mikrowellenunterstützte Schweiß- und

Klebeprozesse

– FEM-Simulation von Mikrowellen- und Plasmaprozessen

– Mikrowellen-Aushärtungstechnik für Reaktivharze und

Klebstoffe

– Kratzfestbeschichtungsanlage für transparente Polymer-

bauteile

– Materialanalysetechnik für mechanische, rheologische

und thermische Eigenschaften

– Simulationssoftware für Doppelschneckenextruder

– Preformtechnologien

– Anlage zum Spritzgießen (faserverstärkter) thermo-

plastischer Formmassen

– Qualitätssicherung und Prozessüberwachung im SMC

und D-SMC Prozess

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Frank Henning

Telefon +49 721 4640-420

[email protected]

3131


– beschleunigte Aushärtung von (kohlefaserverstärkten) Compositen mittels Mikrowellen

– Hybridbauteile aus EPP und Faserverbundstrukturen

– Naturfaser/Biopolymer-Compounds

– Partikelschaumbauteile aus Bio-Polymeren

– weiterentwickelte EPS und EPP-Materialien und Hybridschäume

– Partikelschäume auf Rezyklatbasis

– (nano-) cellulosefaserverstärkte Kunststoffcompounds

– langglasfaserverstärkte Granulate auf Rezyklatbasis

– Bauteile mit spritzgegossenen leitfähigen Strukturen

– transparente Kratz- und Korrosionsschutzschichten über PECVD-Plasmaverfahren

– Nanostrukturierte Haftschichten für Hybridbauteile

– extrudierten (biobasierte) Schaumplatten (XPS)

– Thermoplast-Schaumspritzgießen

– Thermoplastisches Tapelegen für lokale Bauteilverstärkungen

– mikrozellulare und durch Nanopartikel verstärkte Schäume

– Formgebung endlosfaserverstärkter Thermoplaste/Organobleche

– Entwicklung aufgeschäumter oder treibmittelbeladener Granulate

– Füllstoffadhäsion und Grenzflächencharakterisierung

– energieabsorbierende Hybridstrukturen

– antimikrobielle Oberflächen

– Reinigen, Entschlichten und Sterilisieren mittels Corona und Mikrowellen

– faserverstärkte Polyurethane auf Basis der PUR-Fasersprühtechnologie

– Leichtpanzerung auf Basis von antiballistischen Faserverbundwerkstoffen

– Prozess- und Bauteilentwicklung im Hochdruckharzinfusionsprozess (HP-RTM)

– chemisches Fixieren technischer Textilien – »Chemical Stitching«

– Spritzgießen geschäumter (faserverstärkter) Strukturen

– Nanocomposites als Kabelersatz und für Sensoranwendungen

– Reaktivextrusion von Bio-Polymeren

– lastorientiert verstärkte Faserverbundbauteile (Batteriekasten, Unterbodenverkleidung,

Dreiecksträger)

– Entwicklung von Leicht-SMC-Formulierungen

– Automatisiertes Preformen von textilen Halbzeugen für die Großserie



32

Die Fraunhofer-Projektgruppe in Wolfsburg hat seit ihrer Gründung 2003 den Schwerpunkt ihrer Forschungs-

und Entwicklungsarbeiten zunehmend auf Material ien und Komponenten für Energiespeicher und -wandler

und deren Charakteris ierung gelegt. Die Arbeiten sind in den Produktbereich Angewandte Elektrochemie

des Fraunhofer ICT eingebunden und laufen in sehr guter Kooperation mit der Ostfal ia Hochschule für an-

gewandte Wissenschaften. Maßgebliche strategische Themenfelder s ind die Entwicklung, Modif iz ierung

und Charakteris ierung von metal l ischen Bipolarplatten und Membranen.

FRAunHoFER-PRoJEkTgRuPPE nACHHAlTIgE moBIlITäT

die membrantechnologie

Brennstoffzellen, Redox-Flow-Systeme und Elektrolyseure werden in Zukunft zur Speicherung

und Wandlung von regenerativ gewonnener Energie immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Die Energieeffizienz dieser Systeme wird maßgeblich vom Protonen- bzw. Ionentransport der

Polymermembran beeinflusst. Die Arbeiten der Projektgruppe konzentrieren sich im Bereich

der Membranentwicklung auf die Modifizierung der chemischen Funktionalität, der Entwick-

lung von Prozessen zur Herstellung von Membranen im Labor- und Technikumsmaßstab,

sowie die Erarbeitung von angepassten Methoden zur Membrancharakterisierung. Diese

Entwicklungen führen zu neuartigen Membransystemen mit einer verbesserten Protonen- und

Ionenleitfähigkeit, erhöhter mechanischer und chemischer Stabilität und geringerem Crossover.

metallische bipolarplatten

Neben den Polymermembranen sind Bipolarplatten eine ebenso wichtige Komponente in

Energiespeichern und -wandlern. Beschichtete metallische Substrate mit guten elektrischen

und thermischen Eigenschaften zeigen gegenüber den bisher eingesetzten Graphit- und

Polymercompounds eine Alternative auf. Die geringe Korrosionsbeständigkeit der metallischen

Grundmaterialien wird durch die Modifizierung der metallischen Oberflächen verbessert.

Umfassende elektrochemische Charakterisierungsmethoden und klassische analytische

Verfahren zur Prüfung der Korrosionsstabilität ergänzen die Arbeiten der Projektgruppe zur

Entwicklung von metallischen Bipolarplatten.

PRoJEkTgRuPPEn DESFRAunHoFER ICT

33

Für eine optimale Zu- und Abführung der Prozessgase bzw. -flüssigkeiten sind entsprechende

Flussfelder im System notwendig. Geometrien auf der Grundlage von bionischen Strukturen

liefern erste Grundlagen, welche dann in einem CAD Programm rekonstruiert werden. Durch

relevante Materialkennwerte und spezifische Prozessparameter werden die Flussfeldstrukturen

in einem computerbasierten Analysenprogramm optimiert. Die Strömungsmodelle aus-

gewählter Flussfelder werden in gefertigten Prototypen validiert.

kompetenzen

Die Kompetenzen der Projektgruppe Nachhaltige Mobilität erstrecken sich von den Material-

wissenschaften über die Kunststoff- und Beschichtungstechnik hin zu der dazugehörigen

charakterisierenden Analytik. Die Projektgruppe in Wolfsburg befasst sich mit der Entwicklung

neuartiger Materialien auf Polymer- und Metallbasis, der Behandlung sowie der Analytik von

metallischen Grenzflächen, wie zum Beispiel Untersuchungen der Korrosionsstabilität, der

Oberflächenstruktur oder aber auch der elektrischen Leitfähigkeit. Durch Kooperationen mit

Schulen werden im Rahmen von TheoPrax-Projekten und der Gestaltung des Zukunftstages

Schüler an Wissenschaft und Technik herangeführt.

Ansprechpartner

Kerstin Schmidt

Telefon +49 5361 8922-79400

[email protected]

1 Exponat; Darstellung

von bionischen Flussfeld-

geometrien bei Bipolar-

platten.

1

34

Die Fraunhofer-Projektgruppe Neue Antriebssysteme NAS hat sich im dritten Jahr ihres Bestehens weiter stark

entwickelt. Am Standort KIT Campus Ost in Karlsruhe arbeiten inzwischen 25 wissenschaftliche Mitarbeiter rund

um das übergeordnete Thema »Effizienzsteigerung von mobilen und stationären Antriebssystemen«.

FRAunHoFER-PRoJEkTgRuPPE nEuE AnTRIEBSSySTEmE nAS

Arbeitsbereiche

Die thematische Ausrichtung der Projektgruppe umfasst aktuell folgende Bereiche:

– Energiewandler / Verbrennungsmotoren

– Hybride Antriebe

– Thermomanagement

– Testmethodik

– Blockheizkraftwerke

– Systeme zur Restwärmenutzung

– Leichtbau im Antriebsstrang

Im vergangenen Jahr sind die Arbeitsbereiche Thermomanagement und Testmethodik zu den

bereits bestehenden Arbeitsbereichen dazugekommen.

Im Arbeitsbereich Thermomanagement werden Ansätze und Lösungen entwickelt, mit denen

die Energieströme in elektrifizierten Fahrzeugen optimal genutzt werden können. Ein Fokus

liegt auf der Untersuchung von Betriebsstrategien zur zentralen Steuerung der Wärmeströme.

Hierzu zählt die Abbildung des Fahrzeuges, dessen Umgebung, des Fahrers und optionaler

Subsysteme in einer Simulationsumgebung. Hieraus können, abhängig vom Antriebstrang des

Fahrzeuges, Betriebsstrategien und optimale Klimatisierungskonzepte erarbeitet werden.

Der Arbeitsbereich Testmethodik behandelt die Erfassung von Daten beim realen Kunden-

fahrverhalten von konventionellen und alternativen Antriebssystemen. Diese Daten werden

für die Ableitung einer Erprobungssystematik für Antriebssysteme und deren Komponenten

angewandt.

P R O j E k T g R U P P E N d E S F R A U N H O F E R I C T

35

Seit Oktober 2012 verfügt die Projektgruppe Neue Antriebssysteme über einen eigenen

Motorenprüfstand. Der Prüfstand verfügt über eine Belastungseinheit, die in der Lage ist,

Motoren mit einem maximalen Drehmoment von 250 Nm oder einer Leistung von 120 kW

bei einer Maximaldrehzahl von 12.000 Umdrehungen pro Minute zu erproben. Des Weiteren

wurde beim Kooperationspartner APL in Landau ein Heißgasprüfstand zur Erprobung von

Dampfkreisprozessen und Expandermaschinen aufgebaut.

Projekte

Im vergangenen Jahr hat sich die Projektgruppe Neue Antriebssysteme verstärkt auf die

Akquisition von Projekten konzentriert. Es konnten mehrere Kooperationen im Rahmen

industrieller und öffentlicher Förderung begonnen werden, darunter Projekte mit namhaften

Automobil OEMs und Zulieferern sowie öffentlich geförderte Projekte zum Thema Thermo-

management und Datenerfassung im realen Kundenbetrieb. Weiter wurden Anträge für eine

EU-Förderung in den Bereichen Leichtbau im Antriebsstrang und Kraft-Wärme-Kopplung zur

Begutachtung eingereicht.

Zusätzlich zu nationalen und internationalen Förderungen hat sich die Projektgruppe NAS im

vergangenen Jahr an dem Fraunhofer Innovationscluster »Regionale Eco Mobilität 2030 –

REM 2030« beteiligt. Im Rahmen des Projektes entwickelt und bewertet ein interdisziplinäres

Team aus Baden-Württemberg ganzheitliche Konzepte für eine effiziente, regionale Individual-

mobilität. Die Betrachtung eines systemischen Ansatzes, der die Themen Fahrzeug, Infrastruktur

und Neue Geschäftsmodelle verbindet, ist hierbei zentral. Im Innovationscluster arbeitet die

Fraunhofer Projektgruppe mit Instituten des KIT, verschiedenen Fraunhofer-Instituten und der

Industrie eng zusammen.

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Hans-Peter Kollmeier

Telefon +49 721 9150-3811

[email protected]

1 Mitarbeiter der

Projektgruppe Neue

Antriebssysteme NAS

am Motorenprüfstand.

1

36

FRAunHoFER-PRoJEkTgRuPPE FunkTIonSInTEgRIERTER lEICHTBAu FIl

Voraussetzung für die Nutzung dieses enormen Leichtbaupotenzials sind neue Konzepte, die

eine faser- und textilgerechte konstruktive Gestaltung, neuartige Bauweisen, aber auch neue

Struktur- und Werkstoffkonzepte sowie großserienfähige und ressourceneffiziente Fertigungs-

technologien mit hohem Automatisierungsgrad einschließen.

Die Fraunhofer-Projektgruppe Funktionsintegrierter Leichtbau FIL des Fraunhofer ICT nimmt

sich unter der Leitung von Professor Dr. Klaus Drechsler (Lehrstuhl für Carbon Composites der

TU München) und Professor Dr. Frank Henning (Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau KIT Karlsruhe)

diesem Auftrag gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschungsinstituten der Region

Augsburg und darüber hinaus an. Ziel ist die anwendungsorientierte Forschung auf dem

Gebiet der ressourceneffizienten Bauweisen und Fertigungstechnologien für Hochleistungs-

faserverbundstrukturen im Anlagen-, Maschinen- und Fahrzeugbau. Dabei steht sowohl die

Generierung von Grundlagen Know-how als auch die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit

der Industriepartner durch die Realisierung optimierter, nachhaltiger Produkte während des

Gesamtlebenszyklus und die Erschließung neuer Anwendungsgebiete im Fokus. Hier liegen

auch die Schwerpunkte der Projektgruppe, welche sich entlang der gesamten Wertschöpfungs-

kette orientieren. Sie reichen von der Entwicklung innovativer (Multimaterial-) Bauweisen und

Fügekonzepte, den materialeffizienten und automatisierten Fiber-Placement-Technologien, dem

Tape-Legeverfahren, den alternativen, schnellen und energieeffizienten Aushärteverfahren, den

Online-Injektions- und Konsolidierungsverfahren, dem Online-Prozessmonitoring bis hin zum

Recycling von Hochleistungsfaserverbundbauteilen.

Le ichtbau gehört im Zeichen eines ste igenden Umweltbewusstse ins und schwindender Ressourcen un -

str i t t ig zu den wicht igsten Zukunftstechnologien im F lugzeug-, Fahrzeug- und Maschinenbau. E ine be -

sondere Rol le kommt hierbei den Hochleistungsfaserverbundwerkstoffen zu, die nicht nur das höchste

Leichtbaupotenzia l , sondern gle ichzeit ig v ie lfä l t ige funkt ionale Vorte i le b ieten. Die größte Bedeutung

haben hierbei kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe mit belastungsgerecht gesta l tbarer Endlosfaserver-

stärkung, die gegenüber Aluminium ein Leichtbaupotenzia l von bis zu 30 Prozent und gegenüber Stahl

von 60 Prozent aufweisen. Aber auch Metal l -Faserverbund-Hybr idbauweisen bieten unter dem Motto »das

Beste mit dem Besten verbinden« in v ie len Anwendungsbereichen ein hohes Potenzia l .


37

Die im Februar 2009 gegründete Projektgruppe ist mittlerweile auf 40 Mitarbeiter angewachsen,

die zusätzlich von etwa 15 wissenschaftlichen Hilfskräften in der Bearbeitung der Projekte unter-

stützt werden. Das Forschungsteam bezieht im ersten Quartal 2013 das neue Institutsgebäude

am Technologiezentrum in Augsburg und wird die Forschungsaktivitäten weiter ausbauen. Im

Rahmen der Anschubfinanzierung sind entscheidende Schlüsseltechnologien für das dortige

Technikum bereits beschafft. Der Freistaat Bayern stellt dabei für den Aufbau der Fraunhofer-

Einrichtung und Projektgruppe 22 Millionen Euro zur Verfügung, die Stadt Augsburg beteiligt

sich mit 3,5 Millionen Euro, das BMBF mit 3,5 Millionen Euro sowie die Europäische Union »In-

vestition in Ihre Zukunft«, Europäischer Fonds für regionale Entwicklung mit 3,9 Millionen Euro

am neu errichteten Fraunhofer-Gebäude. Der Neubau wird auf fünf Etagen rund 1.900 m² gut

ausgestattete Büros und Laboratorien sowie ein eigenes Technikum mit rund 1.200 m² für die

Installation der Großanlagen für die Bearbeitung der Forschungsaufträge zur Verfügung stellen

und den Ausbau der Projektgruppe auf rund 65 Mitarbeiter bis Ende 2014 ermöglichen.

Die Ansiedlung der Projektgruppe in Augsburg mit dem Ziel der Etablierung eines ent-

sprechenden Fraunhofer-Instituts ist der konzentrierten Aktion vieler Kräfte der Region und

darüber hinaus zu verdanken, insbesondere auch dem Bayerischen Wirtschaftsministerium, den

im Carbon Composite e.V. organisierten Firmen, der Industrie- und Handelskammer Schwaben,

dem Institut für Physik der Universität Augsburg und natürlich der Stadt Augsburg.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Klaus Drechsler Prof. Dr.-Ing. Frank Henning

Telefon +49 821 90678-200 Telefon +49 721 4640-420

[email protected] [email protected]

1 Das neue Instituts-

gebäude am Technologie-

zentrum in Augsburg.

1

38

Mit der Eröffnung des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna,

welches von den Fraunhofer- Inst i tuten IGB und ICT koordiniert wird, schl ießt das Fraunhofer ICT im

Bereich der Nutzung nachwachsender Rohstoffe die Lücke zwischen Labor und industr ie l ler Umsetzung:

Durch die Bereitste l lung von Infrastruktur und Technikums-/Miniplant-Anlagen ermögl icht das Fraunhofer

CBP Kooperat ionspartnern aus Forschung und Industr ie die Entwicklung und Skal ierung von biotechno -

logischen und chemischen Prozessen bis zum industr ie l len Maßstab.

FRAunHoFER-ZEnTRum FüR CHEmISCH- BIoTECHnologISCHE PRoZESSE CBP

Mit dem Gewinn des BMBF-Spitzenclusters »BIOECONOMY« und der Fertigstellung des

Fraunhofer CBP im Jahre 2012 konnte ein wichtiges Ziel erreicht werden: die Entwicklung eines

Chemiestandortes zu einem bio- und petrochemisch integrierten Standort, um eine Vorreiter-

stellung bei der industriellen Nutzung nachwachsender Rohstoffe in Deutschland zu gewähr-

leisten. Mit der feierlichen Eröffnung des Fraunhofer CBP am 3. Oktober 2012 in Anwesenheit

der Bundeskanzlerin und des Ministerpräsidenten von Sachsen-Anhalt wurde das Zeitalter einer

ökonomischen Bioraffinerie eingeleitet.

Mit dem Fraunhofer CBP entsteht unter Leitung der Fraunhofer-Gesellschaft eine bisher

einmalige Plattform zur Entwicklung neuer Verfahren in produktrelevante Dimensionen mit

direkter Anbindung an die chemische Industrie. Im Rahmen von Verbundprojekten mit Partnern

aus Industrie, Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen werden folgende

Forschungsschwerpunkte verfolgt:

– Funktionalisierung pflanzlicher Öle – Epoxidierung und ω-Funktionalisierung

– Aufschluss von Lignocellulose und Trennung der Komponenten

– Herstellung biobasierter Alkohole und Olefine

– Entwicklung neuer technischer Enzyme

– Gewinnung funktionaler Inhaltsstoffe und Energieträger aus Mikroalgen

– Verwertung von Restbiomasse durch Vergärung

Das Fraunhofer CBP legt seinen Fokus auf die Entwicklung nachhaltiger Prozesse entlang der

gesamten Wertschöpfungskette zur Herstellung von Produkten auf der Basis nachwachsender

Rohstoffe. Ziel ist die kaskadenartige, stofflich-energetische Nutzung möglichst aller Inhalts-

stoffe pflanzlicher Biomasse nach dem Prinzip einer Bioraffinerie. Die Entwicklung der Verfahren

zielt auf folgende Schwerpunkte:


39

– Nutzung des Kohlenstoffsynthesepotenzials der Natur

– Energie- und Ressourceneffizienz der entwickelten Prozesse

– Minimierung von Abfallströmen

– Reduktion von CO2-Emissionen

– Nutzung von Pflanzen, die nicht zur Nahrungs- oder Futtermittelproduktion geeignet sind

– Integration der entwickelten Prozesse in bereits bestehende Systeme, beispielsweise zur

Gewinnung von Biogas aus Restbiomasse

Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen können die Übertragung der neuen Techno-

logien für die stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe vom Labor in industriell relevante

Größenordnungen aus eigener Kraft kaum leisten. Die Technikums- und Miniplant-Anlagen er-

möglichen Kooperationspartnern aus Forschung und Industrie die Entwicklung und Skalierung

von biotechnologischen und chemischen Prozessen zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe bis

in den industriellen Maßstab.

leistungsangebot

Das Fraunhofer CBP verfügt über modular einsetzbare Prozesskapazitäten bis 10 m3 und

kontinuierliche Anlagen bis 100 L / h. Die Module sind teilweise unter hohen Prozessdrücken mit

unterschiedlichen Aufbereitungs- und Aufarbeitungstechniken einsetzbar. Mit diesem flexiblen

Bioraffineriekonzept können Rohstoffe wie pflanzliche Öle, Cellulose, Lignocellulose, Stärke oder

Zucker aufbereitet und zu chemischen Produkten umgesetzt werden.

Infrastruktur und geräteausstattung

– Fermentationskapazitäten von 10 / 100 / 1000 und 10 000 L und Downstream-Processing

der Fermentationsprodukte

– Kontinuierliche Gasphasenreaktionen bis 10 L / h

– Kontinuierliche Flüssigphasenreaktionen bis 100 L / h bei Temperaturen bis 700 °C und 250 bar

– Mechanische und thermische Trennverfahren

– Aufschluss und Komponententrennung von Lignocellulose mithilfe von organischen Lösungs-

mitteln mit einer Kapazität von 1 Tonne Biomasse / Woche

– Reaktoren zur enzymatische Hydrolyse von Polysacchariden

Ansprechpartner

Rainer Schweppe Gerd Unkelbach

Telefon +49 721 4640-173 Telefon +49 3461 43-3500


1 2

1 Blick auf das Ligno-

cellulose-Modul.

2 Fraunhofer CBP in

Leuna.

40

FRAunHoFER PRoJECT CEnTER FoR ComPoSITES RESEARCH lonDon/onTARIo

Am 5. November 2012 wurde das Fraunhofer Project Center @ Western offiziell durch die beiden

Joint Venture Partner Fraunhofer ICT sowie Western University feierlich eröffnet. Die Eröffnungs-

feier, an der auch Vertreter des deutschen BMBF sowie des kanadischen Federal Governments

der Provinz Ontario und der City of London teilnahmen, markierte den Beginn der operativen

Forschungsarbeit am Center in London, Ontario. Neben den Vertretern aus Politik und Forschung

waren auch zahlreiche Unternehmen anwesend, die zum Teil bereits mit dem Fraunhofer Project

Center im Rahmen öffentlich geförderter Projekte oder durch direkte Auftragsforschung ko-

operieren.

Im Rahmen der Eröffnungsfeier gab das Federal Government von Kanada bekannt, dass sie

das für Kanada einzigartige Fraunhofer Business Modell der angewandten Forschung und das

Themenfeld der Faserverbundwerkstoffe unterstützen will: Mit einer Zuwendung von

4,7 Millionen kanadischer Dollar soll das Gebäude sowie das Technologieportfolio des Fraunhofer

Project Center @ Western erweitert werden. Die am Center vorhandenen Langfaser-Technologien

werden um die endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoffe ergänzt, um auch Hochleistungs-

anwendungen wie zum Beispiel die primäre Fahrzeugstruktur adressieren zu können.

Der Forschungsschwerpunkt des Fraunhofer Project Center for Composites Research @ Western

liegen im Bereich der Faserverbundwerkstoffe für den Leichtbau vor allem im Automobilbau

und in Märkten mit dem Anspruch an die wirtschaftliche Produktion größerer Stückzahlen. Die

Arbeiten sind auf die Anforderungen des regionalen nordamerikanischen Marktes ausgerichtet.

Das Fraunhofer Project Center ist mit einer hochmodernen Presse mit einer Presskraft von 2.500

Tonnen ausgestattet. Dementsprechend kann Forschung an Bauteilen im industriellen Maßstab

verwirklicht werden. Es werden Material- und Prozessentwicklungen an den Technologien

Direkt-Sheet Molding Compound (D-SMC), Langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) sowie

Hochdruck Resin Transfer Molding (HP-RTM) durchgeführt, um das Leichtbaupotenzial dieser

Das Fraunhofer- Inst i tut für Chemische Technologie ICT startete im Jul i 2011 eine auf mehrere Jahre aus -

gelegte Zusammenarbeit mit der Western Univers i ty in London, Ontar io, Kanada. Deutsche und kanadische

Forscher werden zukünftig im gemeinsamen Fraunhofer Project Center for Composites Research @ Western,

e inem hochmodern im Industr iemaßstab ausgestatteten Technikum, an Prozess- und Mater ia l technologien

für Faserverbundwerkstoffe, d ie in Leichtbaufahrzeugen zum Einsatz kommen sol len, forschen.


41

großserienfähigen Faserverbundwerkstoffe nachhaltig im Automobilbau, im Maschinenbau und

im Bereich der erneuerbaren Energien erschließen zu können.

Ausgestattet mit diesen Verarbeitungstechnologien im industriellen Maßstab und angegliedert an

die Western University bietet das Fraunhofer Project Center die Möglichkeit zur Zusammenarbeit

im Rahmen von bilateralen Projekten bis hin zu multilateralen, geförderten Forschungsvorhaben.

Das Leistungsspektrum des Fraunhofer Project Centers umfasst unter anderem:

– Forschung in den Bereichen Werkstoffe, Simulation, Design in Zusammenarbeit mit dem

Karlsruher Institut für Technologie KIT

– Optimierung bereits bestehender Prozesse und Materialien

– Entwicklung neuer Prozesse und Materialien sowie Umsetzung von grundlegenden

Forschungsergebnissen in industrielle Anwendungen

– Bauteil-, Prozess-, Material- und Werkzeuginnovationen

– Kompetenz entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der Produktentwicklung bis zur

Bauteilabmusterung

Angewandte Forschung nach dem Fraunhofer-Modell ist für Industrieunternehmen in Nord-

amerika sehr attraktiv, da es sich um eine neue Kooperationsform handelt, die eine schnelle

Umsetzung von Innovationen in Produkte erlaubt. Das angestrebte Modell der Kooperation mit

der Western University von der Bearbeitung grundlagenorientierter Themen bis zur Abmusterung

von Prototypen ist einzigartig und stellt ein Alleinstellungsmerkmal in Nordamerika dar. Für das

Fraunhofer ICT ergeben sich gleich zwei Vorteile – die Begleitung international orientierter Kunden

am nordamerikanischen Markt sowie die Erweiterung des Forschungsportfolios für Werkstoffe

und Verfahren für neue Anwendungen. Im November 2011 hat das Fraunhofer ICT zwei wissen-

schaftliche Mitarbeiter nach London entsandt, um bei der Errichtung des Fraunhofer Project

Centers zu unterstützen und den Dialog mit den lokalen Forschungsinstitutionen und möglichen

Industriepartnern zu initiieren bzw. zu vertiefen. Parallel dazu werden bereits öffentlich geförderte

Projekte bearbeitet und gemeinsam mit Industrie- und Forschungspartnern neue Projektanträge

eingereicht.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Frank Henning Tobias Potyra

Telefon +49 721 4640-420 Telefon +1 519 661 3150


1 2

1 Prof. Frank Henning

(links) im Gespräch mit

Prof. Andrew N. Hrymak

(rechts).

2 Nordamerikas erste

komplett integrierte Direkt

SMC Anlage am Fraunhofer

Project Center.

42

A n A ly T I k u n D C H A R A k T E R I S I E R u n g

– Werkstoffprüflabor für mechanische, rheologische

und analytische Materialprüfung

– Werkstofflabor für zerstörende, zerstörungsfreie und ana-

lytische Materialprüfung inklusive Umweltanalytik

– Techniken und Methoden zur Bestimmung der thermischen

und thermomechanischen Stabilität, Verträglichkeit und

Alterung

– Rastersondenmikroskopie (AFM, STM)

– FTIR-/RAMAN-Spektrometer

– Röntgendiffraktometer; Hoch- und Tieftemperaturkammern

– Feldemissionselektronenmikroskop (FESEM) mit variablem

Druck sowie energiedispersiver Röntgenanalytik (EDX)

– schnelle spektroskopische Messsysteme

– digitale Farb-, Schwarz/Weiß- und Infrarot-

Hochgeschwindigkeitskameras

– computergesteuertes Feldemissions-Rasterelektronen-

mikroskop für variablen Kammerdruck

– Labor zur Partikelcharakterisierung

– On-line-Spektroskopie (UV/VIS/NIR/RAMAN) in

der Extrusion und Reaktivextrusion

– On-line-Spektroskopie (UV/VIS/NIR) beim Heißpressen

– On-line-Spektroskopie (UV/VIS/NIR/RAMAN) im Ofen

– Hochtemperaturofen für korrosive Atmosphären

– vertikaler Hochtemperaturofen für zyklische

Oxidationsversuche

– Hochtemperaturofen bis 1800 °C für

Oxidationsversuche an Luft

– Muffelöfen

– Labor für die Untersuchung und Verarbeitung

von Minimalmengen thermoplastischer Polymere

(Zugproben ISO 527 5A)

– Glovebox für sauerstoff- und/oder wassersensitive

Materialien

– Analysenlabors für die Polymercharakterisierung, Zucker-

und Fettsäureanalytik, Elementanalyse sowie Identifizierung

von Lignin und Ligninspaltprodukten

– GC-MS/FID-Labor und TDS-GC-MS

– Pyrolyse-Gaschromatographie, gekoppelt mit Massen-

spektrometrie (PY-GC-MS)

– LC-Labor mit DAD/RI/ELSD/MS-Detektion

– Labor für Elementanalyse mit CHNO-Analysator, TOC,

ICP-OES, XRF und Mikrowelle

– Einrichtungen zur automatisierten Faserlängenbestimmung

– RAMAN-Mikroskop

– CO-Gasmischanlage

– CO-Sensortestanlage

– Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC)

– Gel-Permeations-Chromatographie (GPC)

– Gaschromatographie (GC)

– Massenspektrometrie (MS)

– differenzielle elektrochemische Massenspektrometrie (DEMS)

– Impedanzspektroskopie

S y n T H E S E u n D V E R FA H R E n S T E C H n I k

– Technika für mechanische und chemische Verfahrens-

technik von chemischen Energieträgern, Polymerprodukten

und -halbzeugen

– kontinuierliche und diskontinuierliche Hochdruckanlagen

für die Hydrothermolyse, Oxidation, Hydrierung und weitere

Reaktionen in unter- und überkritischem Wasser

– Hochdruckextraktionsanlagen

– Anlagen zur Bestimmung von Löslichkeiten und

Phasengleichgewichten bei hohen Drücken

– Anlagen zur Lösungs- und Schmelzepolymerisation

– Mobile Anlagen zur Umkehrosmose, Nano- und

Ultrafiltration

– Pilotanlagen zur Kristallisation aus Lösungen mittels

überkritischer Fluide

– Hochdruck- und Nassoxidationsanlagen

– Anlagen zur thermischen Trennung hochsiedender/

empfindlicher Stoffgemische (Fallfilmverdampfer,

Hochtemperaturvakuumrektifikation)

BESonDERE lABoR- AuSSTATTung unD gRoSSgERäTE

43

– Anlagen zur Flüssig/Flüssig- und Fest/Flüssigextraktion

– Mikroverfahrenstechnische Versuchsstände

und Syntheseanlagen

– Reaktions- und adiabatische Kalorimetrie

k u n S T S T o F F T E C H n I k u n D

FA S E R V E R B u n D w E R k S T o F F E

– Kunststoffverarbeitungsanlagen für Thermoplaste: Spritz-

gießmaschinen, gleichläufige und gegenläufige Doppel-

schneckenextruder verschiedener Größen zur Compound-,

Bauteil- und Profilherstellung

– Anlagen zur Partikelschaumherstellung und Verarbeitung

wie Partikelschaum-Formteilautomaten und Vorschäumer

– Tandem-Schaumextrusionsanlage zur Herstellung von ge-

schäumten Halbzeugen

– Anlagentechnik zur Inline-Compoundierung von

langfaserverstärkten Thermoplasten (LFT) im Fließpress- und

Spritzgießverfahren

– Anlage zur Herstellung von Halbzeugen aus

faserverstärkten Duromeren (SMC)

– Direktanlage zur SMC Verarbeitung

– Gießanlage zur Herstellung thermoplastischer und

duromerer Faserverbundwerkstoffe (RTM, RIM, T-RTM)

– Fasersprühanlage für PUR-Verarbeitung

– diverse hydraulische Pressen und Formenträger zur

Verarbeitung von lang- und endlosfaserverstärkten

Thermoplasten und Duromeren

– Fiberforge RELAY®-Anlagentechnik zur automatisierten

Herstellung von Gelegen aus thermoplastischen UD-Tapes

– Pultrusionsanlage zur Herstellung von Faserverbundprofilen

– Automated Fiber Placement AFP-Anlage: Roboterzelle für

die automatisierte lastpfadgerechte Faserhalbzeugablage

– Schneidtisch zum Faserhalbzeugzuschnitt

– Mikrowellenanlagen zur Energieeinkopplung in

Polymere und Plasmakammern

nAnoTECHnologIE

– Nanotechnikum: inverses Reinraumsystem zum sicheren

Umgang mit nanopartikulären Stoffen

– Labor für die Herstellung von Nanokompositen mittels

Trockencompoundierung, Insitu-Herstellung und

Suspensionsverarbeitung

– On-line-Turbidimetrie im Extruder zur Bestimmung

der Größenverteilung von Nanopartikeln

k R E I S l A u F w I R T S C H A F T, u m w E lT-

S I m u l AT I o n u n D P R o D u k T q u A l I -

F I k AT I o n

– Zerkleinerungstechnik (Shredder, Hammer-, Schneid-, Kugel-

und Ultrazentrifugalmühlen)

– Trenntechnik (Magnetscheider, NE-Scheider,

Schwereteilausleser, Sichter)

– Anlagen zur Klimasimulation

– Staub- und Wasserkammern

– Korrosionsuntersuchungen mit gasförmigen und flüssigen

Medien

– Sonnensimulation

– Anlagen zur Umweltsimulation (Klima, Vibration,

Schadgas, Korrosion, Schutzart)

– mechanische Prüfungen (Vibration, Schock)

– Airbagprüfkammer zur Messung gas- und

staubförmiger Emissionen

– Prüfeinrichtungen für Flammschutztests

– Einrichtungen zur Emissionsmessung flüchtiger

Verbindungen (VOC) an Werkstoffen und Bauteilen

– Mikrowellenanlagen zur Abgasreinigung

44

T E S T C E n T E R

– Testcenter Explosivstoffdetektionsysteme im Auftrag der

Bundespolizei

P R ü F - u n D T E S T S Tä n D E

– Prüfstände für statische Abbrände von Raketentriebwerken

bis 100 kN Schub und für Rohrwaffen bis Kaliber 40 mm

– Prüfstand zur Messung der Geschwindigkeits- und

Temperaturverteilung im heißen Überschall-Gasstrahl

von Triebwerken

– ballistische und optische Vorrichtungen zur Ermittlung von

Abbrandgeschwindigkeiten und Temperaturmessung von

Flammen

– Einrichtungen und Versuchsgelände für Explosions- und

Sicherheitsuntersuchungen sowie zur Erprobung und

Charakterisierung von energetischen Materialien

– Brandstand zur Untersuchung pyrotechnischer Systeme

– Prüfstände zur elektrischen Untersuchung von Batterien

– Prüfstände zu mechanischen und thermischen Überprüfung

von Batteriezellen

– Brandschacht zur Untersuchung von sicherheitstechnisch

relevanten Flammen

– automatisierter Teststand für Membran-Elektrodeneinheiten

– Motorenprüfstand für Motoren mit einem maximalen

Drehmoment von 250 Nm oder einer Leistung von 120 kW

bei einer Maximaldrehzahl von 12.000 Umdrehungen pro

Minute

b E S O N d E R E A U S S T A T T U N g

45

AuSgEwäHlTE PRoJEkTE

46

PARTICoATNEUARTIgE, AUF PARTIkElTECHNOlOgIE bASIERENdE mUlTIFUNkTIONSbESCHICHTUNgEN FÜR

ExTREmE bEdINgUNgEN bE I HOHEN TEmPERATUREN

PARTICOAT, e in vom Fraunhofer ICT koordiniertes Projekt im 7. Rahmenprogramm der EU, befasste s ich

mit der Entwicklung eines innovat iven und kostengünst igen Konzepts für mult ifunkt ionale Hoch -

temperaturbeschichtungen, das auf der Verwendung metal l i scher Mikro-Part ikel def in ierter Größe und

Form beruht. E in Schichtsystem aus e iner keramischen Wärmedämmschicht aus hohlen Oxidkugeln und

einer darunter l iegenden metal l i schen Korros ionsschutzschicht wird dabei mithi lfe e ines e inzelnen Wärme -

behandlungsprozesses erzeugt. Die Mult ifunkt ional i tät beinhaltet d ie Wärmedämmung, den Oxidat ions-

und Korros ionsschutz sowie e in Herabsetzen des Angr iffs durch niedr ig schmelzende Ablagerungen

(CMAS).

Sphärische Mikro-Aluminiumpartikel vermischt mit einem Binder werden mittels Anstrich,

Sprühen, Rollen oder Eintauchen auf ein metallisches Substrat aufgebracht. Während der

Wärmebehandlung wird der Binder ausgetrieben, die Partikelschicht mit dem Substrat sowie

die Partikel untereinander verbunden, und eine Al-reiche Diffusionsschicht im Grundwerkstoff

gebildet. Bei Verwendung geeigneter Wärmebehandlungsparameter bilden dabei die Al-Partikel

Sinterbrücken untereinander und mit der Metalloberfläche. Im weiteren Verlauf der Wärme-

behandlung oxidieren die Al-Partikel zu hohlen Kugeln aus Aluminiumoxid, die miteinander und

mit dem Substrat verbunden bleiben. Gleichzeitig bildet sich durch Eindiffundieren von Al in

das Substrat eine Al-reiche Diffusionsschicht. So entsteht ein Schichtsystem, bei dem die obere

oxidische quasi-schaumartige Schicht als Wärmedämmung aufgrund von Gasphasenisolation

fungiert und die metallische Diffusionsschicht darunter als Aluminiumoxid bildender Korrosions-

schutz dient.

In Bild 1 ist ein nach dem PARTICOAT-Konzept hergestelltes Schichtsystem im Querschliff

abgebildet. Die oxidische Wärmedämmschicht oben und die darunter liegende zweilagige

aluminiumreiche Diffusionszwischenschicht sind deutlich zu erkennen. Bild 2 zeigt eine Detailver-

größerung an der Grenzfläche Wärmedämmschicht/Diffusionsschicht. Die sphärische Form der

hohlen Aluminiumoxidpartikel, ihre Größenverteilung sowie die Sinterbrücken zwischen ihnen

sind gut erkennbar.

w ä R m E d ä m m S C H I C H T A U S

A l U m I N I U m O x I d k U g E l N

Z w I S C H E N S C H I C H T

g R U N d w E R k S T O F F 20 µm1

A U S g E w ä H l T E P R O j E k T E

47

Der Wärmedämmeffekt der oxidischen Deckschicht ist in Bild 3 dargestellt. Dazu wurde der

Temperaturverlauf auf der heißen Oberfläche sowie auf der luftgekühlten Rückseite einer

zwei Millimeter dicken freistehenden PARTICOAT-Wärmedämmschicht aus versinterten hohlen

Aluminiumoxidpartikeln gemessen. Die Rückseite der an der Oberfläche 850 °C heißen

Wärmedämmschicht wurde dabei auf 100 °C abgekühlt, allein durch den Isoliereffekt der in den

hohlen Aluminiumoxidkugeln enthaltenen Gasphase. Das ist vergleichbar mit einer gleich dicken

konventionellen Wärmedämmschicht auf Zirkondioxidbasis.

Die Vorteile des neuartigen Schichtsystems sind insbesondere

– eine einfache Anwendbarkeit, auch vor Ort, zum Beispiel bei Reparatur

– niedrige Kosten

– niedrige Temperaturen der Wärmebehandlung je nach Grundwerkstoff

– Al-Reservoir in Form einer Diffusionsschicht zum Schutz gegen Korrosion

– hohe Wärmedämmung der oxidischen Deckschicht

Mögliche Einsatzgebiete für Schichtsysteme nach dem PARTICOAT-Konzept sind Komponenten

in der Gas- und Dampfturbine für die Energietechnik, Brennkammern, Dampfkessel, Dampf-

generatoren, Überhitzer, Abfallverbrennung sowie Reformer und Reaktoren in der chemischen

und petrochemischen Industrie.

Für weitere Informationen

Dr. Vladislav Kolarik

Telefon +49 0721 4640-147

[email protected]

A l U m I N I U m O x I d

TE

mP

ER

AT

UR

m E T A l l20 µm

1 PARTICOAT-Konzept:

Wärmedämmschicht

aus versinterten hohlen

Aluminiumoxidpartikeln

und aluminiumreicher

Diffusionsschicht.

2 PARTICOAT-Schicht auf

einer Nickelbasislegierung,

Gesamtansicht des Schicht-

systems.

3 PARTICOAT-Schicht auf

einer Nickelbasislegierung,

Detailansicht an der

Grenzfläche Deckschicht/

Diffusionsschicht.

g R U N d w E R k S T O F F32

48

HERSTEllung Von FlüSSIgExPloSIV-SToFFEn In mIkRoREAkToREn –konTInuIERlICH, SICHER, SCHnEllMikroreaktoren halten se i t e in igen Jahren erfolgreich E inzug in die Chemielabore, denn mit ihnen lässt

s ich e ine Vie lzahl von reakt ions- und verfahrenstechnischen Vorte i len erz ie len, d ie mit k lass ischer Prozess -

technik kaum zugängl ich s ind.

Mit ihren inneren Reaktorstrukturen – typischerweise handelt es sich um Reaktionskanäle mit

Querschnitten im Submillimeterbereich – und den daraus resultierenden großen Oberfläche/

Volumen-Verhältnissen können Mikroreaktoren den Stoff- und Wärmetransport bei chemischen

Reaktionen drastisch intensivieren. Die Reaktionswärme stark exothermer Prozesse wird sehr

schnell abgeführt, die Vermischung und Umsetzung von Reaktionspartnern wird stark be-

schleunigt. Hinzu kommt, dass Mikroreaktionsprozesse kontinuierlich betrieben werden, sodass

sich kurze Verweilzeiten und enge Verweilzeitverteilungen realisieren lassen. Die Folge: gegen-

über konventionellen Syntheseverfahren können mit der Mikroreaktionstechnik signifikante

Verbesserungen bei Ausbeute, Selektivität, Produktqualität und Sicherheit erzielt werden – die

zentralen Zielgrößen chemischer Prozesse.

Ein Spezialgebiet am Fraunhofer ICT ist die Entwicklung von Mikroreaktionsprozessen für

die sichere Handhabung gefahrgeneigter, insbesondere explosionsfähiger Reaktionssysteme.

Hierbei stützen wir uns auf unsere über 50-jährige Expertise auf dem Gebiet der Explosivstoff-

synthese sowie die zugehörige Infrastruktur und Sicherheitsausstattung.

Die Vorteile der Mikroreaktionstechnik lassen sich besonders bei Prozessen mit hohem Ge-

fährdungspotenzial nutzen, beispielsweise bei der Herstellung von Flüssigexplosivstoffen aus

der Familie der Nitratester. Der bekannteste Vertreter dieser Familie ist das Nitroglycerin (NGL),

doch auch andere Nitratester wie Ethylenglykoldinitrat (EGDN), Butantrioltrinitrat (BTTN) oder

Methylnitrat (MN) werden am Fraunhofer ICT in Mikroreaktoren sicher hergestellt. Das Ge-

fährdungspotenzial dieser Nitratester-Synthesen rührt zum einen von der großen freigesetzten

Reaktionswärme her (infolge der Reaktion des entsprechenden Alkohols mit Nitriersäure) und

liegt zum anderen in der beachtlichen thermischen und mechanischen Instabilität des Produktes

begründet.

1 2

49

Mit den Mikroreaktoren lassen sich die starken Wärmetönungen der Nitratestersynthesen

abfangen; die Prozesse können quasi isotherm gefahren werden, sodass die Bildung von un-

gewünschten Neben- und Zersetzungsprodukten erfolgreich unterdrückt wird. Zudem können

die explosiven und instabilen Rohprodukte bei kurzen Standzeiten in kleinen Reaktorvolumina

viel sicherer gehandhabt werden.

Am Fraunhofer ICT wurde in dritter Generation ein neuer Multipurpose-Mikroreaktionsprozess

entwickelt, der die kontinuierliche Herstellung von flüssigen Explosivstoffen wie Nitroglycerin

und Co. im technischen Maßstab erlaubt. Dabei umfasst der Prozess nicht nur die Synthese der

Explosivstoffe, sondern auch deren kontinuierliche Aufreinigung (Wäsche) und Stabilisierung.

Das macht den Mikroreaktionsprozess einmalig, denn er verknüpft die kontinuierliche Synthese

mit einem kontinuierlichen Downstream Processing für relevante Produktionsmengen. Herz-

stücke des Prozesses sind speziell für hohe Durchsätze entwickelte Mikroreaktoren, die dank

eines modularen Anlagenkonzeptes schnell für die jeweilige Nitratester-Kampagne umgerüstet

werden können. Je nach Viskositätsverhältnissen und erforderlichem Durchsatz werden die

passenden Mikroreaktoren in die Produktionsanlage integriert. Die Anlage verfügt über um-

fangreiche Sicherheitsvorrichtungen und wird vollständig ferngesteuert und fernüberwacht

betrieben. Typische Durchsätze liegen im Bereich von einigen 100 Gramm Flüssigexplosivstoff

pro Minute. Die im Prozess gewaschenen und final getrockneten Nitratester erfüllen alle

erforderlichen Reinheits- und Stabilitätsanforderungen, im Fall von Nitroglycerin werden sogar

Pharma-Spezifikationen erzielt.

Gegenüber den klassischen Herstellungsprozessen können mit dem am Fraunhofer ICT ent-

wickelten Mikroreaktionsprozess neben der hohen Prozesssicherheit eine deutliche Verkürzung

der Prozesszeiten, Verbesserungen in der Produktreinheit und -stabilität sowie deutliche

Einsparungen in der Aufarbeitung aufgrund signifikant reduzierter Waschwassermengen erzielt

werden.


Dr. Stefan Löbbecke

Telefon +49 721 4640-230

[email protected]

1 Einbau von Mikro-

reaktoren in die Nitratester-

Produktionsanlage.

2 Mikroreaktoren:

Intensivierung von Stoff-

und Wärmetransport bei

kontinuierlicher Prozess-

führung.

3 Kontinuierliche Auf-

reinigung von Nitratestern

in Hochdurchsatz-Mikro-

reaktoren.

4 Prozesswarte für den

ferngesteuerten Mikro-

reaktionsprozess.

3 4

50

1 µm 100 nm2

Das Besondere an diesem Verfahren ist eine poröse Schicht, deren Poren einen Durchmesser

von einigen Nanometern mit Hinterschnitte aufweisen. Flüssiges Polymer infiltriert Poren und

füllt die Hinterschnitte aus. Das erstarrende Polymer verhakt sich formschlüssig mit der Nano-

struktur. Die Nanostruktur ist damit leistungsfähiger als beim bloßen Aufrauen oder Aktivieren

der Oberfläche. Zudem ergibt der Formschluss zusätzlich zur chemischen Haftung eine feste

mechanische Verbindung. Die resultierende Gesamthaftkraft ist der rein chemischen deutlich

überlegen. Diese Schicht ist üblicherweise 50 bis 100 nm dick und wird mithilfe eines Plasma-

verfahrens auf ein Substrat aufgebracht.

Zur Beschichtung eines Substrates sind besonders lineare Plasmaquellen (sogenannte

Plasmalines) vorteilhaft, bei denen das Plasma mit Mikrowellen erzeugt wird. Das Funktions-

und Bauprinzip der linearen Plasmaquelle erlaubt den einfachen Aufbau großflächiger Plasma-

quellen im Quadratmetermaßstab, die Anwendung der Mikrowellenfrequenz ermöglicht hohe

Umsetzungsraten der Beschichtungsgase und Prekursoren aufgrund der hohen Plasma- und

Energiedichten, bei vergleichsweise niedrigem Energie- und Wärmeeintrag.

Das Bauteil wird in die Anlage eingelegt und mit Plasma feinstens gereinigt. Direkt danach

beginnt die Beschichtung mit der nanostrukturierten Schicht durch die Einleitung von gas-

förmigen Prekusoren in der Regel Siloxane, wie zum Beispiel Hexamethyldisiloxan (HMDSO),

Hexamethyldisilazan (HMDSN), Tetraethylorthosilicat (TEOS) und Tetramethydisiloxan (TMDSO).

Die Prekusoren werden zusammen mit evtl. weiteren Hilfsgasen (zum Beispiel O2) im Plasma

radikalisiert, ionisiert und fragmentiert und scheiden sich reaktiv auf dem Substrat ab.

nAnoSTRukTuRIERTE HAFTSCHICHT – EInE nEuE ART Zu FügEnWissenschaft ler auf dem Gebiet der Mikrowel len- und Plasmatechnologie am Fraunhofer ICT entwickelten

e in Erfolg versprechendes Konzept zur Verbindung von Kunststoffen mit Metal len, Keramiken oder anderen

Kunststoffen. Dem grundlegenden Pr inz ip des Verfahrens l iegt e ine poröse Struktur zugrunde, die Hinter-

schnitte aufweist . Die neuart ige Beschichtung zeigt deut l iche Vorte i le im Vergle ich zum Ätzen, das sehr

mater ia l - und geometr ieabhängig ist . Durch die Var iat ion der P lasmaparameter lässt s ich die Oberf lächen -

spannung der Nanostruktur gezie l t e inste l len und somit der Oberf lächenspannung des Polymers anpassen.

Dadurch erre icht man eine gute Inf i l t rat ion des Polymers in die Nanostruktur, d ie es schafft , schwer zu

verbindende Mater ia lkombinat ionen wie beispie lsweise Metal l -Gummi auf e infache Art zu fügen.

51

(CH3)3Si-O-Si(CH3)3 +nO2 + Plasmaenergie → 2SiO2 + yH2O + zCO2

Die Plasmaparameter werden so eingestellt, dass sich beim Beschichten keine geschlossene

dichte quarzähnliche Schicht abscheidet, sondern eine poröse nano-strukturierte Schicht.

Die nanostrukturierte Schicht kann entsprechend auf verschiedene Metalle wie zum Beispiel

Aluminium, Stahl, Messing, Kupfer, auf keramische Werkstoffe oder auch auf Polymere auf-

gebracht werden. Dabei spielt die Geometrie der Bauteile eine untergeordnete Rolle.

Bild 1 zeigt die REM-Aufnahme einer nano-strukturierten Schicht, auf der die Porosität gut zu

erkennen ist. In diese Poren fließt flüssiges Polymer und verhakt sich darin mechanisch so gut,

dass beim Abrisstest das Polymer reißt und nicht die Verbindung (2). In einer weiteren Ver-

suchsreihe wurden geschlichtete, eingestochene und beschichtete Stahlbolzen in ein Polymer

eingegossen und ausgezogen. Die dazu notwendige Kraft erhöht sich durch die Nanoschicht

von knapp 4 kN auf über 9kN (3). Die nanostrukturierte Schicht erhöht die Festigkeit der Ver-

bindung um mehr als das Doppelte. Dies weist auf das große Potenzial dieser Schicht hin.


Dr. Rudolf Emmerich

Telefon +49 721 4640-460

[email protected]

1 Nanostrukturierte

Schicht mit Polymer

infiltriert (REM-Aufnahme).

2 Nanostrukturierte

Schicht (REM-Aufnahme).

3 Auszugskraft von in

Epoxidharz eingegossenen

Stahlbolzen mit unter-

schiedlichen Oberflächen-

behandlungen.

Stahl geschlichtet

Stahl geschlichtet mit Einstichen

Stahl mit nanostrukturierter Schicht

Kraft N

9.000

8.000

7.000

6.000

5.000

4.000

3.000

2.000

1.000


52

Elektromobilität wird einen immer größer werdenden Anteil am Transport gewinnen. Ein Nach-

teil sind jedoch lange Ladezeiten der derzeitigen Batteriesysteme, wodurch große Entfernungen

nur mit einem hohen Zeitaufwand zurückgelegt werden können. Außerdem bedingen sie

Stromspitzen auf Verbraucherseite, die unter Umständen direkt an der Aufladestation durch

einen weiteren stationären Energiespeicher gepuffert werden müssen. Eine Alternative könnten

Batteriesysteme sein, die Flüssigkeiten als Energieträger verwenden und somit durch Betanken

aufgeladen werden könnten. An einer Tankstelle könnten die Batterien als Netzpuffer für Zeiten

mit Energieüberschuss dienen und in diesen Phasen die Energieträgerflüssigkeit regenerieren

und somit für den späteren mobilen Einsatz bereitstellen.

Redox-Flow-Batterien sind aussichtsreiche Kandidaten für eine dezentrale und kostengünstige

Speicherung von Energie in Elektrizitätsnetzen. Eine ihrer besonderen Eigenschaften ist die

Speicherung der Energie in Form von gelösten Redoxpaaren in zwei Flüssigkeiten, wodurch

Leistung und Energie der Batteriesysteme getrennt voneinander ausgelegt werden können.

Dies ermöglicht bei hohen Energie- zu Leistungsverhältnissen niedrige kWh-Kosten. Eine

Weiterentwicklung sind Vanadium/Luft-Zellen, bei denen es sich um ein Hybridsystem aus

Vanadium-Redox-Flow-Batterie und Brennstoffzelle handelt. Dadurch, dass die Energie in nur

einer Flüssigkeit gespeichert ist, verdoppelt sich die theoretische Energiedichte gegenüber

Vanadium-Redox-Flow-Batterien, was sie interessant macht für mobile Anwendungen, aber

auch als potentiell kompaktere stationäre Energiespeicher.

Im Produktbereich Angewandte Elektrochemie liegen dabei die Schwerpunkte der Ent-

wicklungen und Untersuchungen auf höheren Energiedichten durch konzentrierte Elektrolyt-

lösungen und die Untersuchung deren chemischer, physikalischer und elektrochemischer Eigen-

schaften, da derzeitige Energiedichten mit ca. 30 Wh/L zu gering für mobile Anwendungen

sind. Durch verbesserte Zell- und Zellstapelaufbauten sollen höhere Leistungsdichten und damit

auch höhere Energiedichten erzielt werden. Dazu werden elektrochemische und physikalische

VAnADIum/luFT-ZEllEn AlS EnERgIE-SPEICHER FüR moBIlE unD STATIonäRE AnwEnDungEnElektrochemische Energiespeicher bekommen durch zukünftige Verknappung von fossilen Ressourcen eine immer

größer werdende Bedeutung. Durch den Ausbau von erneuerbaren Energiequellen werden Speicher notwendig,

die Energie aus Zeiten eines Überangebotes für Zeiten bevorraten, in denen weder Wind weht noch Sonne scheint.

1 2

53

ElECTROlyTEV 2+

H +

lOAd

H +

mEA

H 2O

PUmP

AIR

ElECTROdEElECTROdE

Simulationen angewendet, um aus den Erkenntnissen effiziente und leistungsfähigere Energie-

wandler zu konstruieren. Durch die Wahl der optimalen Betriebsparameter eines Gesamt-

systems lassen sich Energieverluste minimieren und Standzeiten erhöhen. Mittels Systemtests

lassen sich diese Parameter bestimmen und bei verschiedenen Bedingungen (zum Beispiel

Temperatur, Druck, Stoff- und Energieströme) optimieren.

In einem vom Land Baden-Württemberg geförderten Projekt wurde ein Konzept für eine auf

Vanadium/Luft-Zellen beruhende Elektromobilität erarbeitet und Entwicklungen in Materialien,

Zellen und Gesamtsystemen durchgeführt. Dabei wurde ein Konzept verfolgt, bei dem zwei

separate Zelldesigns unabhängig voneinander Lade- und Entladevorgänge durchführen sollten.

Eine mit einer Hochleistungsbatterie gekoppelte, auf Entladung optimierte Vanadium/Luft-Zelle

dient als möglichst effizienter Reichweitenvergrößerer (Range Extender) und kann durch

Austausch der Elektrolytflüssigkeit an einer Tankstelle schnell wieder aufgeladen werden. Ein

stationäres System regeneriert den verbrauchten Elektrolyten in einer für Ladung optimierten

Elektrolysezelle, wobei dieses System gleichzeitig als Senke für Energieüberangebote im Netz

dienen kann und so mit möglichst niedrigen Kosten arbeitet, in dem zum Beispiel die Re-

generation mit günstigerer elektrischer Energie nachts erfolgt. Ausgehend von Untersuchungen

an Vanadium/Luft-Zellen mit klassischem Brennstoffzellendesign, wurde ein patentiertes

Zelldesign mit zwei Membranen entwickelt, das Nebenreaktionen an der Kathode verhindert und

dadurch höhere Betriebszeiten erlaubt. In Langzeituntersuchungen konnte die Stabilität über 900

Stunden Betriebsdauer gezeigt werden. Mit 39 mW/cm² war die maximale Leistungsdichte bei

Raumtemperatur etwa doppelt so hoch im Vergleich zu anderen derzeit bekannten Systemen.

Mittels unterschiedlicher direkter und indirekter Messmethoden wurde deutlich, dass das größte

Optimierungspotenzial im Hinblick auf höhere Leistungsdichten in der niedrigen Geschwindigkeit

der kathodischen Sauerstoffreduktionsreaktion liegt. Für die Regeneration des Elektrolyten wurde

eine auf Iridiumoxid und Titanium basierende Zelle entwickelt, die maximale Leistungsdichten von

100 mW/cm² ermöglicht. Der gesamte elektrische Wirkungsgrad von Lade- und Entladevorgang

lag bei 43 Prozent. Zur Demonstration eines Gesamtsystems wurde ein Prototyp entwickelt, bei

dem die aktive Zellgröße bei 280 cm² liegt und den Aufbau von Zellstapeln (Stacks) erlaubt. Der

Prototyp wurde für maximale Leistungen bis 1 kW aufgebaut und ermöglicht den Betrieb und die

Demonstration von elektrischen Lade- und Entlade- sowie Betankungsvorgängen.


Jens Noack

Telefon +49 721 4640-870

[email protected]

1 Testzelle für Material-

untersuchungen und

Energieträgerflüssigkeit.

2 Vanadium/Luft-System

Prototyp mit 280 cm² Zelle

und Möglichkeit zum Be-

trieb von separaten Lade-

und Entladezellen.

3 Prinzip der Funktions-

weise von Vanadium/Luft-

Zellen.

4 REM-Bild einer am ICT

hergestellten katalysator-

beschichteten Membran für

Vanadium/Luft-Zellen nach

Benutzung.

3 4

54

SuperCleanq PROZESSENTwICklUNg UNd QUAlITäTSSICHERUNg ZUR wERTSTEIgERUNg REZyklIERTER

kUNSTSTOFFE mIT lEbENSmITTElkONTAkT

Im SuperCleanQ-Projekt werden Kontrol lmechanismen und Methoden zur Qual i tätss icherung von

Recycl ingprozessen für Kunststoffe mit Lebensmitte lkontakt entwickelt . Dies ermögl icht der Industr ie die

E inhaltung der entsprechenden EU-Richt l in ien bezügl ich rezykl ierten Kunststoffmater ia l ien mit Lebens -

mitte lkontakt s icherzuste l len.

Die Ziele von SuperCleanQ sind:

– Die Entwicklung eines Prozesses zum Recycling von momentan nicht-rezyklierbaren, farbigen

und barriere-modifizierten PET-Materialien.

– Ein nachgelagertes Qualitätssicherungsprotokoll um die Vergleichbarkeit von Kunststoff-

recyclingprozessen für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt zuverlässig zu garantieren.

– Echtzeitüberwachung der Prozessqualität, um zu gewährleisten, dass die Chemikalien-

konzentrationen den vorgeschriebenen Anforderungen entsprechen.

– Qualitätssicherungstests für rezyklierte Kunststoffe mit Lebensmittelkontaktanwendungen,

um die Einhaltung der Regulationen zu gewährleisten.

Nutzen für die Industrie:

– Abfallströme werden berücksichtigt

– Sortenreine Materialien kommen in die Wiedernutzung

– Prozesse zum Recycling von momentan nicht-rezyklierbaren, farbigen und

barriere-modifizierten PET-Materialien

– Anwendungen im Lebensmittelbereich

– Echtzeitüberwachung der Prozessqualität, um zu gewährleisten, dass die Chemikalien-

konzentrationen den vorgeschriebenen Anforderungen entsprechen.

– Qualitätssicherungsprotokoll, für die Vergleichbarkeit der Kunststoffe für Anwendungen mit

Lebensmittelkontakt


55

Echtzeitüberwachung

Das Projekt hat sich zur Aufgabe gemacht, schnelle und vor allem kostengünstige Über-

wachungsmethoden zu entwickeln. Mit Hilfe von Nahinfrarotspektroskopie (NIR) wird sicher-

gestellt, dass die Chemikalienkonzentration in rezyklierten PET den vorgeschriebenen Anforde-

rungen entspricht. Hierzu wird ein Inline-Spektroskopieverfahren zur Überwachung der

Produktqualität während des Spritzgießverfahrens für die Recyclingindustrie entwickelt.

Protokolle zur Qualitätsvalidierung von Recyclingprozessen und -materialien

Im SuperCleanQ-Projekt werden analytische Qualitätskontrollen und Methoden zur Qualitäts-

sicherung von Recyclingprozessen für Kunststoffe mit Lebensmittelkontakt entwickelt. Ziel-

setzung ist es, den Firmen die Einhaltung der Norm EC 282/2008 der Europäischen Kommission

bezüglich rezyklierten Kunststoffmaterialien für den Lebensmittelkontaktbereich zu erleichtern.

Ökonomische und ökologische Vorteile

Einer detaillierten Ökobilanz des SuperCleanQ-Prozesses zur Charakterisierung und Quanti-

fizierung des Prozesses wird erstellt um Bereiche zu identifizieren, in denen eine Verfahrens-

optimierung den größtmöglichen ökologischen Nutzen hervorbringt.

Die Forschung und die daraus resultierenden Ergebnisse werden durch das siebte Forschungs-

rahmenprogramm der Europäischen Kommission (FP7/2007-2013) unter der Fördernummer

285889 unterstützt.


Jens Forberger

Telefon +49 721 4640-188

[email protected]

56

I N S T I T U T S l E I T U N g

Prof. Dr. Peter Elsner +49 721 4640-401 [email protected]

Stellvertreter

Prof. Dr. Frank Henning +49 721 4640-420 [email protected]

Dr. Horst Krause +49 721 4640-143 [email protected]

P R O d U k T b E R E I C H E

Energetische materialien

Dr. Horst Krause +49 721 4640-143 [email protected]

Energetische Systeme

Dipl.-Phys. Gesa Langer +49 721 4640-317 [email protected]

Dipl.-Phys. Wilhelm Eckl +49 721 4640-355 [email protected]

Polymer Engineering


Umwelt Engineering

Dipl.-Chem. Rainer Schweppe +49 721 4640-173 [email protected]

Angewandte Elektrochemie

Dr. Jens Tübke +49 721 4640-343 [email protected]

Zentrales management

Dr. Stefan Tröster +49 721 4640-392 [email protected]

Querschnittsaufgaben

Dr. Bernd Hefer +49 721 4640-125 [email protected]

AnSPRECHPARTnER

57

d I E N S T l E I S T U N g E N U N d T E C H N O l O g I E T R A N S F E R

beratungsstelle Partikeltechnologie

Dr. Michael Herrmann +49 721 4640-681 [email protected]

beratungsstelle kunststoffcompounds

Andrei Holzer +49 721 4640-357 [email protected]

gesellschaft für Umweltsimulation e. V. gUS

Dr. Thomas Reichert +49 721 4640-462 [email protected]

TheoPrax-Zentrum

Dörthe Krause +49 721 4640-305 [email protected]

P R O j E k T g R U P P E N

Fraunhofer-Projektgruppe Funktionsintegrierter leichtbau FIl, Augsburg

Prof. Dr. Klaus Drechlser +49 821 598-3503 [email protected]

Fraunhofer-Projektgruppe Neue Antriebssysteme NAS, karlsruhe

Dr. Hans-Peter Kollmeier +49 721 9150-3811 [email protected]

Fraunhofer Project Center for Composites Research, london/Ontario


Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-biotechnologische Prozesse CbP, leuna

Rainer Schweppe +49 721 4640-173 [email protected]

Fraunhofer-Projektgruppe Nachhaltige mobilität, wolfsburg


Fraunhofer-Projektgruppe Elektrochemie, münchen


58

oRgAnIgRAmm

Institutsleitung

Prof. Dr. Peter Elsner

Stellvertretende Institutsleitung

Dr. Horst Krause, Prof. Dr. Frank Henning

Controlling

Claudia Steuerwald

Querschnittsaufgaben

Dr. Bernd Hefer

Stellvertreterin: Claudia Steuerwald

Energetische materialien

Dr. Horst Krause

Stellvertreter: Dr. Thomas Keicher, Dr. Stefan Löbbecke

Projektgruppe Nachhaltige mobilität,

wolfsburg

Dr. Jens Tübke

Angewandte Elektrochemie

Dr. Jens Tübke

Stellvertreter: Dr. Karsten Pinkwart

Projektgruppe Funktionsintegrierter

leichtbau FIl, Augsburg

Prof. Dr. Klaus Drechsler (TUM),

Prof. Dr. Frank Henning

Polymer Engineering

Prof. Dr. Frank Henning

Stellvertreter: Dr. Jan Diemert, Dr. Jan Kuppinger

Fraunhofer Project Center for Composite

Research, london/Ontario

Prof. Dr. Frank Henning, Dipl.-Ing. Tobias Potyra

Energetische Systeme

Dipl.-Phys. Wilhelm Eckl, Dipl.-Phys. Gesa Langer

Stellvertreter: Dr. Jochen Neutz

Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-

biotechnologische Prozesse CbP, leuna

Prof. Dr. Thomas Hirth (Fraunhofer IGB),

Dipl.-Chem. Rainer Schweppe

Umwelt Engineering

Dipl.-Chem. Rainer Schweppe

Projektgruppe Neue Antriebssysteme NAS,

karlsruhe

Dr. Hans-Peter Kollmeier

Prof. Dr. Peter Elsner, Prof. Dr. Peter Gumbsch (KIT)

Projektgruppe Elektrochemie,

münchen

Dr. Jens Tübke, Dr. Kai-Christian Möller

Zentrales management

Dr. Stefan Tröster

InS

TITu

TS-

lEIT

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gP

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Du

kTB

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EIC

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kTg

Ru

PP

En

59

kuRAToRIum

Hans-Ludwig Besser,

Bayern-Chemie GmbH,

Aschau am Inn

Dr. Wolfgang Böttger,

Dynamit Nobel Defence GmbH,

Burbach

Wolf-Gerd Dieffenbacher,

DIEFFENBACHER GmbH + Co. KG,

Eppingen

MinR Wolfgang Förster,

Deutsch-Französisches Forschungsinstitut ISL,

Weil am Rhein

Achim Friedl,

Bundesministerium des Innern,

Berlin

Dr.-Ing. Axel Homburg,

Ehrenvorsitzender

MinDirig Dr. Heribert Knorr,

Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst

Baden-Württemberg,

Stuttgart

Prof. Dr.-Ing. Detlef Löhe,

KIT Karlsruhe, Kuratoriumsvorsitzender

Kay Nehm,

Generalbundesanwalt i.R.

Wolf-Rüdiger Petereit,

Neuwied

MinR Dr. Georg Ried,

Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur,

Verkehr und Technologie,

München

Prof. Dr.-Ing. Stefan Schlechtriem,

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut

für Raumfahrtantriebe,

Hardthausen a.K.

Dipl.-Kfm. Jörg Schneider,

WERIT Kunststoffwerke W. Schneider GmbH,

Altenkirchen

EDir Jürgen Simon

Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung,

Koblenz

MinR Norbert M. Weber,

Bundesministerium der Verteidigung,

Bonn

MinR Dr. Joachim Wekerle,

Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg,

Stuttgart

Dr. Hans-Ulrich Wiese,

Gräfelfing

Dr.-Ing. Michael Zürn,

Daimler AG,

Sindelfingen

60

FRAunHoFER ICT –wIRTSCHAFTlICHE EnTwICklung

Personalstruktur des Fraunhofer ICT: Stand 31. dezember 2012.

Unser Betriebshaushalt, bestehend aus Personalmitteln

und Sachmitteln, ist 2012 von 28,6 Millionen Euro auf

30,2 Millionen Euro angewachsen. Diese Steigerung von

5,6 Prozent im Vergleich zum Vorjahr ist im Wesentlichen auf

die auf 21,45 Millionen Euro gestiegenen Personalausgaben

zurückzuführen (+ 1,2 Millionen Euro). Die Sachausgaben sind

bei dem gewachsenem Mitarbeiterstamm fast linear um

0,4 Millionen Euro auf nun 8,75 Millionen Euro gestiegen.

Inklusive unserer HIWIS beschäftigen wir am Standort Pfinztal

mit Stand 31. Dezember 2012 509 Mitarbeiterinnen und

Mitarbeiter. Das entspricht einem moderaten Wachstum von

2 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Einen deutlich stärkeren

Personalaufbau haben wir in unseren Projektgruppen in Karls-

ruhe, Augsburg, Garching und Leuna. Inklusive dieser Stand-

orte sowie unserem Composite Center in London/Ontario und

der Projektgruppe in Wolfsburg beschäftigen wir inzwischen

über 600 Personen.

Unsere Erträge aus der öffentlichen Hand sind um knapp

0,5 Millionen Euro auf nun 7,5 Millionen Euro gesunken,

dafür konnten wir bei der Industrie mit 6,91 Millionen Euro

akquirierten Mitteln die bereits sehr gute Vorjahresvorgabe

um weitere 0,24 Millionen Euro steigern und damit auf einen

absoluten Höchststand bringen.

Der Anteil der Ressortforschung für das Bundesministerium

der Verteidigung beträgt beständig ca. 30 Prozent unserer

gesamten Aktivitäten. In der Sicherheitsforschung haben wir

weiterhin einen Zuwachs an zivilen Projekten. Den Anteil an

Europäischen Verbundprojekten bauen wir kontinuierlich aus,

diese betragen derzeit ca. 11 Prozent unseres Erlösbedarfes.

Das Jahr 2012 konnten wir somit wiederum sehr erfolgreich

abschließen. Nach unserer Prognose für das Jahr 2013 gehen

wir von einer weiterhin stabilen wirtschaftlichen Situation für

das Fraunhofer ICT im laufenden Jahr aus.

137 Wissenschaftliche Mitarbeiter (27 %)

106 Graduierte, Technische Angestellte (21 %)

88 Laboranten, Werkstatt-Personal (17 %)

49 Kaufmännische Verwaltung (10 %)

15 Auszubildende (3 %)

114 Betriebsfremde Mitarbeiter (22 %)

61

Finanzielle Entwicklung des Fraunhofer ICT 2005 bis 2012.

Erträge Aufwendungen

Sonstige

Industrie

Öffentliche Hand

Institutionelle Förderung: BMBF

Institutionelle Förderung: BMVg

Sachkosten

Personalkosten

Mio €

30

25

20

15

10

5

0 05 06 07 08 09 10 11 12

Mio €

30

25

20

15

10

5

0 05 06 07 08 09 10 11 12

62

TEIlnAHmE An FRAunHoFER-VERBünDEn, AllIAnZEn unD InnoVATIonSCluSTERn

Die Institute der Fraunhofer-Gesellschaft arbeiten

untereinander zusammen: Sie kooperieren in Ver-

bünden oder bündeln je nach Anforderung unter-

schiedliche Kompetenzen in flexiblen Strukturen. Sie

sichern dadurch ihre führende Stellung bei der Ent-

wicklung von Systemlösun gen und der Umsetzung

ganzheitl icher Innovationen. An folgenden Ver-

bünden, All ianzen und Clustern ist das Fraunhofer

ICT beteil igt.

Fraunhofer-Verbünde

Fachlich verwandte Institute organisieren sich in Forschungs-

verbünden und treten gemeinsam am FuE-Markt auf. Sie

wirken in der Unternehmenspolitik sowie bei der Umsetzung

des Funktions- und Finanzierungsmodells der Fraunhofer-

Gesellschaft mit.

Fraunhofer-Verbund werkstoffe, bauteile – mATERIAlS

Forschungsschwerpunkte

– Material/Werkstoffentwicklung, -charakterisierung

– Modellierung und Simulation

– Technologieentwicklung (Herstellungs-, Be- und

Verarbeitungsverfahren, Prüfverfahren)

– Bewertung des Einsatzverhaltens von Werkstoffen,

Bauteilen und Systemen

Fraunhofer-Verbund Verteidigungs- und

Sicherheitsforschung VVS

geschäftsfelder

– Sicherheitsforschung

– Schutz und Wirkung

– Aufklärung und Überwachung

– Explosivstoff- und Sicherheitstechnik

– Entscheidungsunterstützung für Staat und Wirtschaft

– Lokalisierung und Kommunikation

– Bildverarbeitung

Fraunhofer-Allianzen

Institute oder Abteilungen von Instituten mit unterschiedlichen

Kompetenzen kooperieren in Fraunhofer-Allianzen, um ein

Geschäftsfeld gemeinsam zu bearbeiten und zu vermarkten.

Fraunhofer-Allianz automObIlproduktion


– Konsequente Virtualisierung und durchgängige Simulation

der Prozesskette

– Reduzierung der eingesetzten benötigten Materialien (Ein-

satz recyclierbarer und langfristig verfügbarer Werkstoffe)

– Einsatz innovativer ressourcensparender Technologien

– Energiearme Anlagentechnik

Fraunhofer-Allianz batterien

geschäftsfelder

– Materialien: Entwicklung, Charakterisierung, Verarbeitung,

Aufbaukonzepte: mechanischer Aufbau, elektrische

Verschaltung, thermische Auslegung, Sicherheitskonzepte

– Batteriemanagement: Überwachung, Zustandsbestimmung,

Lademanagement, funktionale Sicherheit

– Produktion: Verfahren, Anlagentechnik, Prozesssicherung,

Nachhaltigkeit

– Simulation: Materialebene, Zelle, Batterie, Modellreduktion

– Testen, Prüfen: Funktionalität, Zuverlässigkeit,

Sicherheit & Abnutzung, Alterung

Fraunhofer-Allianz bau

geschäftsfelder

– Produktentwicklungen

– Bauteile, Bausysteme, Gebäude als Gesamtsystem

– Software

– Bauablauf, Bauplanung, Logistik, Baubetrieb,

Lebenszyklusbetrachtung eines Gebäudes

– Internationale Projekte, Bauen in

anderen Klimazonen

63

Fraunhofer-Allianz Energie

geschäftsfelder

– Erneuerbare Energien: Solarenergie, Biomasse, Windkraft

– Effizienztechnologien: wie KWK-Technologien, Gasbereit-

stellung, Speicher- und Energieumwandlungstechnologien,

Brennstoffzellen

– Gebäude und Komponenten: Niedrigstenergiehäuser, Ge-

bäudeenergietechnik, etc.

– Intelligente Energienetze: wie systemtechnische Netz-

integration von verteilten Stromerzeugern

– Speicher- und Mikroenergietechnik: Lithium-Technologie

für Batterien, Brennstoffzellensysteme

Fraunhofer-Allianz leichtbau


– Neue Materialien und Materialverbünde

– Fertigungs- und Fügetechnologien aus Sicht des Leichtbaus

– Funktionsintegration

– Konstruktion und Auslegung

– Zerstörungsfreie und zerstörende Prüfverfahren

Fraunhofer-Allianz Nanotechnologie

geschäftsfelder

– Nanomaterialien/-chemie

– Nanooptik/-elektronik

– Nanobiotechnologie

– Modellierung/Simulation

– Produktionstechnologien, Handhabung

das konzept der Innovationscluster:

Schneller von der Idee zum Produkt

Innovationen sind der Stoff, von dem unsere Wirtschaft lebt.

Nur wer bei der Entwicklung neuer, attraktiver Produkte

besser und schneller ist als die anderen, wird auf den inter-

nationalen Märkten Erfolg haben. An guten Ideen mangelt

es uns nicht, aber deren zügige Umsetzung in hochwertige

und marktgängige Produkte ist ebenso wichtig für den

unternehmerischen Erfolg. Entscheidend für einen wirksamen

Innovationsprozess ist die effiziente Kooperation von Ent-

wicklung und Produktion. Deshalb müssen auch die Anbieter

von Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen eng mit

der Industrie zusammenarbeiten.

Technologien für den hybriden leichtbau

»kITe hylITE«, karlsruhe


– Entwicklung von Werkstoffsystemen und Produktions-

technologien zur Realisierung funktionsintegrierter

Leichtbaulösungen

– Umsetzung in einer ökonomisch realisierbaren

Serienfertigung im Bereich Fahrzeugindustrie

sowie im Maschinenbau

»Future Urban Security«, baden-württemberg


– Technologien zum Schutz und zur Erhöhung der

Widerstandsfähigkeit von urbanen Infrastrukturen

– Technologien für Einsatzkräfte und Katastrophenhelfer

– Technologien zur Detektion und Neutralisation von

Gefahrstoffen

Regional ECO mobility 2030 »REm2030« –

Systemkonzepte für die urbane mobilität von morgen


– Entwicklung von Hardware-, Software- und Orgware-

Lösungen für den emissionsfreien Betrieb von PKWs

in Städten und Ballungsräumen

– Entwicklung von innovativer und effizienter

Antriebstechnik für die Elektromobilität

– Optimierte Leichtbauweise für die Elektromobilität

– Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen und

Mobilitätsassistenten

– Entwicklung von Geschäftsmodellen für den

wirtschaftlichen Betrieb

64

THEoPRAx – EInE lEHR- unD lERnkulTuR FüR unTERnEHmERISCHES DEnkEn unD HAnDEln

Unsere Zukunft l iegt in den Händen unserer Jugend – wir brauchen gut ausgebi ldete Fachkräfte, die unser

»Gründerland Deutschland« stärken! Unternehmerisches Denken und Handeln muss daher in die schul ische

Bi ldung integriert werden – genau hier setzt seit 1996 die Lehr- und Lernmethodik TheoPrax an. In ver-

schiedenen Arbeitsschritten erlernen und üben Schülerinnen und Schüler eigenverantwortl iches Bearbeiten

von Themen, die aus Industr ie, Forschung, Wirtschaft oder Kommune kommen (Schubladenthemen, aber

keine Spielthemen) und stärken dabei gleichzeit ig die fachl ichen Kompetenzen (zum Beispiel Mathematik,

Physik, Biologie, Chemie usw.) sowie die überfachl ichen Kompetenzen – die sogenannten Schlüssel-

kompetenzen – und das für jede Projektarbeit mit externen Partnern notwendige Projektmanagement.

Schülerinnen und Schüler werden so mit aktuel len Themen, zum Beispiel der Mikrosystemtechnik oder der

E-Mobil i tät, vertraut gemacht, erhalten Einbl icke in Forschung und berufl iche Möglichkeiten und lernen ihre

eigenen Stärken und Schwächen kennen, so dass ihnen später die Studien- bzw. Berufswahl er leichtert wird.

wie funktioniert TheoPrax?

TheoPrax verknüpft den industriellen Bedarf nach Lösungen mit Kontakten zur Jugend aus

Schulen/Hochschulen aller Art. Die von unseren Partnerfirmen zur Bearbeitung durch Schüler/

Studierende an TheoPrax gegebenen Themen werden in Absprache mit den Firmen von uns

didaktisch aufgearbeitet und je nach Fachbereich den Schulen/Hochschulen angeboten. Dort

sorgt der für die Projektarbeit zuständige Lehrer/Dozent für die Teambildung der Schüler/Stu-

denten. Die Teams stehen während der ganzen Projektbearbeitungszeit mit den Auftraggebern

in Kontakt.

In eigens für diesen Unterricht ausgerichteten Lehrerfortbildungen zur Betreuung von Projekt-

arbeiten mit Ernstcharakter können Lehrer und Lehrerinnen aller Schularten Möglichkeiten

zur Integration eines praxis- und handlungsorientierten Unterrichts durch uns erlernen, insbe-

sondere die Einbeziehung des unternehmerischen Denkens und Handelns als Motivator zum

Theorielernen. Sie erlernen selbst wie in der beruflichen Realität, in Industrie und Forschung,

Projekte abgewickelt und bearbeitet werden und erhalten über die aktuellen Themen fachliche

Fortbildungen, die sie an der Universität so noch nicht erlernen konnten. Darüber hinaus

können sie selbst unternehmerisches Denken und Handeln erlernen und erhalten Impulse zur

lehrplanintegrierten Projektarbeit. Zunehmend mehr Schulen wünschen eine Betreuung bei

ersten TheoPrax-Projektarbeiten.

TheoPrax 2012

Das Projekt »MicroDidact« im Rahmen des Spitzenclusters MicroTEC Südwest läuft reibungslos

und mit viel Motivation von Seiten der Schülerinnen und Schüler aber ebenso mit hohem

Engagement der beteiligten Firmen. Bundesweit laufen, gefördert durch das BMWi,

65

Lehrerfortbildungen, die die Integration des unternehmerischen Denkens und Handelns im

Unterricht zum Ziel haben. Das Projekt Lab2Venture, ebenfalls gefördert durch das BMWi, ist

ein Kooperationsprojekt mit der Deutschen Kinder- und Jugendstiftung, dem Bundesverband

Lernort-Labor e.V. (LeLa) und TheoPrax im Fraunhofer ICT.

Auch 2012 wurde der TheoPrax-Preis wieder bundesweit ausgeschrieben. Im November 2012

wurden die Gewinner im Fraunhofer ICT durch den damaligen Staatssekretär Frank Mentrup

geehrt.

Einer der Höhepunkte war im März 2012 die feierliche Gründung des ersten TheoPrax-

Zentrums in Salvador de Bahia, Brasilien. Das Zentrum dort wird organisiert und geleitet durch

Mitarbeiter und Dozenten von SENAI.

2012 wurden das Carl-Benz-Gymnasium Ladenburg sowie das Markgrafen-Gymnasium

Karlsruhe-Durlach eigenständige TheoPrax-Dependancen. Die dortigen Lehrenden wenden

jetzt ohne unsere weitere Unterstützung – aber durchaus in gewinnbringender Zusammenar-

beit – die TheoPrax-Methodik im Unterricht, bevorzugt im naturwissenschaftlich-technischen

Unterricht (NWT) und Seminarkurs, an.

An Lehrmaterialien, die eine Unterstützung der Lehrer und Lehrerinnen in der unterrichtsinte-

grierten Projektarbeit zum Ziel haben, wurden 2012 zwei Materialien fertig gestellt:

In Zusammenarbeit mit Lehrern des Melanchthon-Gymnasiums Bretten entstand der »Leitfaden

zur Benotung/Bewertung von Teamarbeit«. Im Klett MINT Verlag erschien »Projektthemen

für den Unterricht – Kritische Bewertung zur Auswahl von Projektthemen für Lehrende«. Alle

Materialien liegen auf der Homepage www.theo-prax.de sowie auf der Homepage des Bundes-

ministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) www.unternehmergeist-macht-schule.de

zum kostenlosen Download bereit.


Dörthe Krause

Telefon +49 721 4640-305

[email protected]

www.theo-prax.de / www.theoprax-stiftung.de

66

gESEllSCHAFT FüR umwElTSImulATIon

Interessentenkreis

Mitglieder sind Firmen und Institu tionen sowie Techniker,

Ingenieure und Wissenschaftler mit Aufgaben im Bereich der

Umweltsimulation ins besondere aus

– Elektrotechnik und Elektronik

– Automobilbau

– Bauwesen

– Wehrtechnik

– Luft- und Raumfahrt

– Transportwesen und Verpackungstechnik

– Umweltforschung und Umwelttechnik

– Materialforschung

Confederation of European Environmen tal Engineering

Societies (CEEES)

Die GUS ist Gründungsmitglied der CEEES, die CEEES ist die

europäische Dach organisation der nationalen Gesellschaften

für Umwelttechnik mit dem Ziel, Wissenschaft und Technik der

Umweltsimulation und zu fördern.

European Federation of Clean Air and Environmental

Protection Associations EFCA

Die GUS ist Mitglied in der EFCA. Dies ist die europäische

Dachorganisation der nationalen Gesellschaften für Luft-

reinhaltung und Umweltschutz mit dem Ziel, Wissenschaft

zu fördern und die Politik zu unterstützen.

Präsident

Dr.-Ing. Karl-Friedrich Ziegahn

Stellvertretende Präsidenten

Dipl.-Ing. Gunter Fauth

Dr. rer. nat. Christian Klee

geschäftsführer

Dr.-Ing. Thomas Reichert

geschäftsstelle

gesellschaft für Umweltsimulation e. V. (gUS)

c/o Fraunhofer ICT

Sabine Aref

Joseph-von-Fraunhofer Str. 7

76327 Pfinztal

Telefon +49 721 46 40-391

Fax +49 721 46 40-345

[email protected]

www.gus-ev.de

Die Gesel lschaft für Umwelts imulat ion e. V. (GUS) wurde 1969 gegründet. Sie ist die Fachorganisation von

Per so nen, Inst i tut ionen und F i rmen, die auf dem Gebiet der Umwelts imu la t ion ar beiten und hat ihren S i tz

am Fraunhofer ICT; zahlre iche Fraunhofer- Inst i tute s ind Mitgl ied in der Gesel lschaft . Die GUS

fördert gemeinnütz ig die Entwicklung der Umwelts imulat ion. S ie veransta l tet zu diesem Zweck Tagungen,

Seminare und bildet Ar beitskreise. Sie vermittelt Kontakte zu Umweltlabors sowie zwischen Anwendern und

Herste l lern von Umwelts imulat ionseinr ichtungen und der damit verbundenen Messtechnik.

67

DIE FRAunHoFER-gESEllSCHAFT

Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit 66 Institute und selbstständige

Forschungseinrichtungen. Rund 22 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit

natur- oder ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung, erarbeiten das jährliche Forschungs-

volumen von 1,9 Milliarden Euro. Davon fallen 1,6 Milliarden Euro auf den Leistungs-

bereich Vertragsforschung. Über 70 Prozent dieses Leistungsbereichs erwirtschaftet die

Fraunhofer-Gesellschaft mit Aufträgen aus der Industrie und mit öffentlich finanzierten

Forschungsprojekten. Knapp 30 Prozent werden von Bund und Ländern als Grundfinanzierung

beigesteuert, damit die Institute Problemlösungen entwickeln können, die erst in fünf oder

zehn Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft aktuell werden.

Internationale Niederlassungen sorgen für Kontakt zu den wichtigsten gegenwärtigen und

zukünftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen.

Mit ihrer klaren Ausrichtung auf die angewandte Forschung und ihrer Fokussierung auf zu-

kunftsrelevante Schlüsseltechnologien spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im

Innovationsprozess Deutschlands und Europas. Die Wirkung der angewandten Forschung geht

über den direkten Nutzen für die Kunden hinaus: Mit ihrer Forschungs- und Entwicklungsarbeit

tragen die Fraunhofer-Institute zur Wettbewerbsfähigkeit der Region, Deutschlands und

Europas bei. Sie fördern Innovationen, stärken die technologische Leistungsfähigkeit, ver-

bessern die Akzeptanz moderner Technik und sorgen für Aus- und Weiterbildung des dringend

benötigten wissenschaftlich-technischen Nachwuchses.

Ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bietet die Fraunhofer-Gesellschaft die Möglichkeit

zur fachlichen und persönlichen Entwicklung für anspruchsvolle Positionen in ihren Instituten,

an Hochschulen, in Wirtschaft und Gesellschaft. Studierenden eröffnen sich aufgrund der

praxisnahen Ausbildung und Erfahrung an Fraunhofer-Instituten hervorragende Einstiegs- und

Entwicklungschancen in Unternehmen.

Namensgeber der als gemeinnützig anerkannten Fraunhofer-Gesellschaft ist der Münchner

Gelehrte Joseph von Fraunhofer (1787–1826). Er war als Forscher, Erfinder und Unternehmer

gleichermaßen erfolgreich.

Forschen für die Prax is i s t d ie zentra le Aufgabe der Fraunhofer-Gesel lschaft . Die 1949 gegründete

Forschungsorganisat ion betre ibt anwendungsor ient ierte Forschung zum Nutzen der Wirtschaft und zum

Vorte i l der Gesel lschaft . Vertragspartner und Auftraggeber s ind Industr ie- und Dienst le istungsunter-

nehmen sowie die öffent l iche Hand.

68

lEHR- unD gREmIEnTäTIgkEITEn

Lehr- und Gremientät igkeiten s ind wicht ige Säulen e ines Forschungsbetr iebs. Entsprechend hie l ten wir

2012 zahlre iche Vor lesungen am KIT und weiteren Hochschulen und Dualen Hochschulen. Somit betei l igen

wir uns an der Ausbi ldung von wissenschaft l ichem und technischem Personal und s ichern gle ichzeit ig

unseren eigenen Nachwuchs. 2012 haben wir uns außerdem in fast 120 Arbeitskre isen und Gremien ein -

gebracht, um die Zukunft in unseren Themengebieten mit zu gesta l ten.

69

karlsruher Institut für

Technologie kIT

Institut für Angewandte

materialien – werkstoff-

kunde (IAm-wk)

Elsner, P.:

Polymer engineering

WS, 2 Wochenstunden

SS, 2 Wochenstunden

arbeitstechniken für den

maschinenbau

SS, 2 Wochenstunden

Institut für Fahrzeug-

systemtechnik FAST

Henning, F.:

einführung in den

Fahrzeugleichtbau

WS, 2 Wochenstunden

Faserverbundwerkstoffe

für den leichtbau

SS, 2 Wochenstunden

Institut für Produkt-

entwicklung IPEk

Eyerer, P.:

Polymer engineering

WS, 2 Stunden

Hochschule karlsruhe –

Technik und wirtschaft

Fakultät für Elektro- und

Informationstechnik

Hefer, B.:

Chemistry and exercise

SS, 2 Wochenstunden

Physical Chemistry

SS, 4 Wochenstunden

Tübke, J.:

elektrochemische

speichertechnik

WS, 2 Wochenstunden

SS, 2 Wochenstunden

Pinkwart, K.:

bio-Chemosensoren III

SS, 2 Wochenstunden

Urban, H.:

messtechnik für mecha-

troniker

SS, 4 Wochenstunden

elektronik 3 für sensor-

systemtechniker

WS, 4 Wochenstunden

Fakultät für

Naturwissenschaften

Graf, M.:

sensortechnik

2SWS

Fakultät maschinenbau

Eyerer, P.:

erasmus Programm: Poly-

mer engineering (nach

TheoPrax methode)

WS, 2 SWS

Vietnamesisch deutsche

Universität (VgU) Ho Chi

minh City (Vietnam)

Hefer, B.:

Physical Chemistry

WS, 4 Wochenstunden

duale Hochschule baden-

württemberg karlsruhe

Studiengang mechatronik

Bader B.:

neue werkstoffe

33 Stunden/Jahr

Cäsar, J.:

angewandte

Qualitätssicherung

WS, 3 Wochenstunden

Studiengang maschinenbau

Becker, W.:

wellen und optik

WS, 4 Wochenstunden

Studienbereich Technik

Studiengang Sicherheits-

wesen

Gräbe, G.:

grundlagen der

umwelttechnik

WS, 3 Wochenstunden

Fachbereich wirtschafts-

ingenieurwesen

Deimling, L.:

werkstoffkunde

WS, 55 Stunden/Jahr

Schreiber, A.:

werkstoffkunde

WS, 55 Stunden/Jahr

Kuchenreuther, V.:

werkstoffkunde

WS, 55 Stunden/Jahr

Gräbe, G.:

umwelttechnik und

recycling

SS, 2 Wochenstunden

lEHRTäTIgkEITEn

70

duale Hochschule baden-

württemberg mannheim

Studiengang

maschinenbau

Bader, B.:

Verarbeitung von kunst-

stoffen und elastomeren

25 Std./Jahr

konstruieren mit

kunststoffen

33 Stunden/Jahr

Technische Hochschule

Nürnberg

Fakultät Verfahrenstechnik

Teipel, U.:

mechanische

Verfahrenstechnik

SS, 4 Wochenstunden

WS, 2 Wochenstunden

Partikeltechnologie

WS, 4 Wochenstunden

Teipel, U.; Cäsar, J.;

Produktqualifikation,

umweltsimulation

SS, 2 Wochenstunden

Herrmann, M.:

Produktgestaltung

SS, Vorlesung

Hochschule Rheinmain

wiesbaden

Fachbereich

Ingenieurwissenschaften

Woidasky, J.:

umweltgerechte

Produktion

WS und SS, 3 Wochen-

stunden

Müller, T:

Projektarbeit im master-

studiengang buVT

WS, 2 Wochenstunden

julius-maximilians-

Universität würzburg

Fakultät für Chemie und

Pharmazie, lehrstuhl für

Chemische Technologie der

materialsynthese

Möller K.-C.:

elektrochemische speicher

und -wandler

WS, 4 Wochenstunden

University of western

Ontario

Henning, F.

lightweight design

of vehicles

WS, 2 Wochenstunden

Composite manufacturing

WS, 2 Wochenstunden

Trainings- und weiter-

bildungszentrum wolfen-

büttel (An-Institut der

Ostfalia Hochschule für an-

gewandte wissenschaften)

Cremers, C.:

brennstoffzellentechnik

SS, Blockvorlesung

(6 Doppelstunden)

TheoPrax Team

Akkreditierte Lehrtätigkeit

für Lehrerfortbildungen in

Rheinland-Pfalz, Hessen und

Nordrhein-Westfalen im

Auftrag des BMWi.

l E H R T ä T I g k E I T E N

71

gREmIEnTäTIgkEITEn

Anders, T.:

– Mitglied in der Fachgruppe Nachhaltige Chemie

der Gesellschaft Deutscher Chemiker GDCh

– Mitglied in der Fachgruppe Makromolekulare Chemie


baumgärtner, d.:

– Mitglied in der AVK-Industrievereinigung Verstärkte

Kunststoffe e. V. (AVK) Arbeitskreis SMC/BMC

becker, w.:

– Mitglied im Arbeitskreis Prozessanalytik der Gesellschaft

Deutscher Chemiker GDCh

– Mitglied im Scientific Board der European Materials

Research Society EMRS

bohn, manfred

– Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh)

– Bunsengesellschaft für Physikalische Chemie (DBG)

– Gesellschaft für thermische Analyse (GEFTA)

– NATO AC326 /SG1-CNG

– Mitglied des Committee des International Pyrotechnics

Seminar USA (IPS-USA)

– Mitglied des Committee der KISHEM, Korea (Süd)

– Mitglied des Committee der NTREM, Pardubice, Tschechien

– International Confederation for Thermal Analysis and

Calorimetry (ICTAC)

– European Society for Thermal Analysis and Calorimetry

(ESTAC)

– Mitglied des Committee des HFCS-EM (Heat Flow

Calorimetry Smposium on Energetic Materials)

boskovic, d.:

– DIN NA 055-03-13 AA »Arbeitsausschuss Mikroverfahrens-

technik«

Cäsar, j.:

– DKE 131 »Umweltsimulation«

– DKE 212 »IP-Schutzarten«

– Mitglied beim VDI »Umweltqualität« der Kommission

»Reinhaltung der Luft«

– verschiedene GUS-Arbeitskreise

– DAkkS-Fachbegutachter, Fachgebiet Umweltsimulation

Chaudhari, R.:

– Mitglied im Arbeitskreis »Euro-RTM-Group« der

Industrievereinigung verstärkte Kunststoffe e. V. (AVK)

Cremers, C.:

– Mitglied in der NATO RTO Task Group SET-173 »Fuel Cells

and Other Emerging Manportable Power Technologies for

the NATO Warfighter«

– Berufenes Mitglied des Fachausschuss Brennstoffzellen der

Gesellschaft für Energie- und Umwelttechnik GEU im Verein

Deutscher Ingenieure VDI

– Mitglied des Industrienetzwerks der Arbeitsgemeinschaft

Brennstoffzellen im Verband Deutscher Maschinen- und

Anlagenbauer

– Mitglied der Fachgruppe angewandte Elektrochemie

der Gesellschaft Deutscher Chemiker

– Mitglied der Electrochemical Society ECS

diemert, j.:

– Gründungsmitglied und Board-Member der European

Composites, Plastics & Polymer Processing Platform ECP4

– Mitglied in der Polymer Processing Society PPS

Eckl, w.:

– Deputy Chairman European Working Group Non-Lethal

Weapons (EWG-NLW)

72

Elsner, P.:

– Mitglied des Hochschulrats der Hochschule Karlsruhe

Technik und Wirtschaft

– Mitglied des Kuratoriums der Hochschule Karlsruhe

– Mitglied der Hauptkommission (HK) des wissenschaftlich-

technischen Rates (WTR) der Fraunhofer-Gesellschaft

– Vorsitzender des Fraunhofer-Verbunds »MATERIALS«

– Stellvertretender Sprecher der Fraunhofer-Allianz »Bau«

– Stellvertretender Vorstand des wissenschaftlichen Arbeits-

kreis Kunststoffe (WAK)

Eyerer, P.:

– Vorstand der TheoPrax Stiftung

– Gutachter in VIP, Förderprogramm des Bundes-

ministeriums für Bildung und Forschung, Berlin;

Projektträger VDI/VDE-IT, Berlin

– Gutachter für Projektträger im Deutschen Zentrum für

Luft- und Raumfahrt e. V., Umwelt, Kultur, Nachhaltigkeit

– Vorstand »Offene Jugendwerkstatt Karlsruhe e.V.«

gettwert, V.:

– Mitglied der Fachgruppe Bauchemie der Gesellschaft


guschin, V.:



Hangs, b.:

– Mitglied im Arbeitskreis »EATC – European Alliance for

Thermoplastic Composites« der Industrievereinigung

verstärkte Kunststoffe e. V. (AVK)

– Vertreter des Fraunhofer ICT in der Fraunhofer-Allianz

Leichtbau

– Steuerkreismitglied im Fraunhofer Innovationscluster

KITe hyLITE

Henning, F.:

– 2. Vorstand SAMPE Deutschland e. V.

– SPE Composites Division (Board of Directors, European

Liaison)

– Adjunct Research Professor in the Department of

Mechanical & Materials Engineering, Faculty of Engineering

of The University of Western Ontario, Canada

– Stellvertretender Vorstandsvorsitzender Leichtbauzentrum

Baden Württemberg e. V.

– Mitglied der Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe

e. V.

Hübner, C.:

– Gewähltes Mitglied des wissenschaftlich-technischen Rates

(WTR) der Fraunhofer-Gesellschaft

Herrmann, m.:

– Mitglied bei der Deutschen Gesellschaft für

Kristallographie (DGK)

– Mitglied der Gesellschaft für Thermische Analyse (GEFTA)

– Projektgruppe Reduced Sensitivity Energetic Materials der

European Defence Agency (EDA)

juez-lorenzo, m.:

– Mitglied der Deutschen Gesellschaft für

Elektronenmikroskopie DGE

– Mitglied der European Microscopy Society EMS

kauffmann, A.:

– Mitglied im Fachverband Schaumkunststoffe FSK

– Mitglied in der Fraunhofer-Allianz BAU

keckl, C.:

– Mitglied in der European Alliance for SMC/BMC

– Vertreter des Fraunhofer ICT in der Fraunhofer-Allianz

Leichtbau

g R E m I E N T ä T I g k E I T E N

73

klahn, T.:



kolarik, V.:

– Mitglied der Gesellschaft für Korrosionschutz e.V. GfKORR

– Conference chair 5th International Conference on

Fundamentals & Development of Fuel Cells FDFC 2013

krause, d.:

– Mitglied Arbeitskreis »Initiativkreis Unternehmergeist«,

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, Berlin

– Vorstandsmitglied im Bundesverband Lernort Labore e. V.

– Vorstandsmitglied TheoPrax Stiftung

– Vorstandsmitglied Förderverein der Science Academy

Baden-Württemberg e. V.

– Mitglied des Wissenschaftlichen Beirates »life+science«,

Klett MINT

löbbecke, S.:

– DECHEMA/ProcessNet (u.a. Industrieplattform Mikrover-

fahrenstechnik, Arbeitsausschuss Mikroreaktionstechnik,

Fachsektion Prozessintensivierung, Arbeitsausschuss

Reaktionstechnik sicherheitstechnisch schwieriger Prozesse)

– Deutsche Gesellschaft für Katalyse (GECatS)

– Gesellschaft Deutscher Chemiker GDCh

(u.a. Arbeitskreis Prozessanalytik)

– ProcessNet Arbeitskreis „Metallorganische Gerüstver-

bindungen“ (Gründungsmitglied)

marioth, E.:

– Leiter der Arbeitsgruppe Proposal und Weiterbildung des

Fraunhofer EU Netzwerkes

möller, k-C.:

– Stellvertretender Sprecher Fraunhofer-Allianz Batterien

– Mitglied der Electrochemical Society, Battery Division

– Mitglied der GDCH Fachgruppe Angewandte Elektrochemie

– Mitglied des Projektbegleitenden Ausschusses

»AK Elektrische Energiespeichertechnik« der Forschungs-

vereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA)

Nauenburg, k.-d.:

– Mitglied in der EFDS Europäische Fördergemeinschaft

Dünne Schichten e. V.

– Mitglied im Fachausschuss »Funktionalisierung von

Kunststoffen« der EFDS

– Mitglied in Plasma Germany e. V.

– Mitglied in der Deutschen Forschungsgesellschaft für

Oberflächenbehandlung e. V. (DFO)

– Mitglied im Gemeinschaftsausschuss Kombinierte

Oberflächentechnik (DFO, DGO, EFDS, INPLAS)

– Mitglied im Fachausschuss Oberflächenbehandlung von

Leichtmetallen der DFO

– Mitglied im Fachausschuss Beschichten von Kunststoffen

der DFO

Neutz, j.:

– Mitglied des Programm-Ausschusses und National Point of

Contact des European Symposium on Non-Lethal Weapons

– Mitglied der Projektgruppe »Non-lethal Capabilities« der

European Defence Agency (EDA)

Noack, j.:

– European Committee for Electrotechnical Standardization

CLC/WS 05 »Flow Batteries – Requirements and test methods«

– International Electrotechnical Commission IEC 61427-2

JWG 82 »Secondary Cells and Batteries for Renewable

Energy Storage and Smart Grid Structures«

74

Pinkwart, k.:

– Fraunhofer-Netzwerk Elektrochemie (Koordinator)

– Vorstandsmitglied der Arbeitsgemeinschaft

Elektrochemischer Forschungseinrichtungen AGEF

– Mitglied des Arbeitskreis Energietechnik der Deutsche

Gesellschaft für Wehrtechnik DWT e.V.

– Leiter des Arbeitskreises Batterien der Gesellschaft für

Umweltsimulation GUS e. V.

– Mitglied des Arbeitsausschusses »Elektrochemische

Prozesse« der DECHEMA/ProcessNet

– Mitglied der Fachgruppe Angewandte Elektrochemie

und der Fachgruppe Chemie und Energie der Gesellschaft


Potyra, T.:

– Director im Board der Composite Division der Society of

Plastics Engineers

Reichert, T.:

– Geschäftsführender Vorstand der Gesellschaft für

Umweltsimulation GUS e. V.

– President of the European Federation of Clean Air and

Environmental Protection Associations EFCA

– Vice-President of the Confederation of European

Environmental Engineering Societies CEEES

– Mitglied im Fachbeirat FB III »Umweltqualität« der

Kommission »Reinhaltung der Luft« im VDI und DIN

– Mitarbeiter im DIN Normenausschuss Kunststoffe

NA 054-01-04 »Verhalten gegen Umgebungseinflüsse«

– Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN:

– AG Wirkungen auf Werkstoffe und Umweltsimulation

(Obmann)

– Chairman of the European Weathering Symposium EWS

– Chairman of the CEEES Technical Advisory Board for

»Climatic and Air Pollution Effects on Materials and

Equipment«

– Chairman of the Organizing Committee for the »Ultrafine

Particles Symposia«

Roeseling, d.:

– Mitglied der Liquid Explosive Study Group (ECAC)

– Mitglied der Trace Explosive Study Group (ECAC)

– Mitglied der ACBS Explosive Study Group (ECAC)

Rudolph, N.

– Mitglied des Carbon Composites e. V. (CCeV)

– Mitglied in der Polymer Processing Society PPS

– Mitglied der Society of Plastic Engineers SPE

– Mitglied der Society of Rheology SOR

Schubert, H.:

– Member of the Working Group »Limits of development/

sustainability« of the Intern. Seminar on Platinary

Emergencies of the World Laboratory (Lausanne)

– Mitglied des Kuratoriums der TheoPrax Stiftung

– Ehrenpräsident bei der Gesellschaft für Umweltsimulation

GUS e. V.

– Ehrenmitglied des »Institute of Environmental Science and

Technology« (USA)

Teipel, U.:

– Berufenes Mitglied im ProcessNet Fachausschuss »Zer-

kleinerung und Klassieren«

– Leitung des Arbeitskreises »Partikel – Eigenschaften und

Wirkung« in der Gesellschaft für Umweltsimulation GUS e. V.

– Berufenes Mitglied im ProcessNet Fachausschuss

»Kristallisation«

– Gutachter der AIF und DFG

– Beirat der Fachzeitschrift »Schüttgut«

– Editor Board »Chemical Engineering Technology«

– Gastherausgeber des Journals »Chemie-Ingenieur-Technik«

Themenbereiche: Partikeltechnik und Rohstoffeffizienz

– Editorial Board des Journals »Aerospace and Technology

and Management«

– Vorsitzender der AG Wirkungen auf Produkte in der

Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL)

g R E m I E N T ä T I g k E I T E N

75

Thoma, b.:

– Mitglied in der AVK-Industrievereinigung Verstärkte

Kunststoffe e. V. Arbeitskreis »EURO RTM Group«

Tübke, j.:

– Sprecher der Fraunhofer-Allianz Batterien

– Mitglied AG Batterietechnologie der

Nationalen Plattform Elektromobilität

– Mitglied Fachbeirat Forschung (Energiespeicher)

des Forums Elektromobilität e.V.

– Member of Energy Storage Steering Group of Royal

Chemical Society GB

– Member of Electrochemical Society, Battery Division

– Mitglied der Fachgruppe Angewandte Elektrochemie


– Mitglied der Gesellschaft für Chemische Technik und

Biotechnologie e.V.

Urban, H.:

– Honorarprofessor an der Hochschule Karlsruhe

weiser, V.:

– Mitglied beim Combustion Institute

– Mitglied bei der Vereinigung zur Förderung des

Deutschen Brandschutzes e. V.

– Member of International Pyrotechnic Society

– Co-chair of the Workshop on Pyrotechnic Combustion

Mechanisms

woidasky, j.:

– Richtlinienausschuss VDI 2343 »Recycling elektrischer

und elektronischer Geräte«

76

VERAnSTAlTungEn

26. Januar 2012

workshop Hybridschäume

Fraunhofer ICT, Pfinztal

29. Februar – 1. März 2012

SAmPE Symposium

Karlsruhe

14.-16. März 2012

41. jahrestagung der

gesellschaft für Umwelt-

simulation gUS »Umwelt-

einflüsse erfassen,

simulieren und bewerten«

Festhalle, Stutensee-

Blankenloch

13. April 2012

dicke luft? – Emissionen

und gerüche aus kunst-

stoffen


25. April 2012

girls’ day


8. Mai 2012

Innovationsallianz

karlsruhe: dezentrale

Energieerzeugung –

Chancen für den

mittelstand


25. Juni 2012

jahresbilanzpresse-

konferenz des

Fraunhofer ICT


26. Juni 2012

13. wehrtechniktag

»kritische Ressourcen –

sind strategische

materialien für wehr-

technische Vorhaben

(weiterhin) sicher

verfügbar?«


26.-29. Juni 2012

43rd International

Annual Conference of the

Fraunhofer ICT: »Synthesis,

Characterization,

Processing«

Kongresszentrum, Karlsruhe

4.-6. September 2012

Fraunhofer Conference

Future Security –

6th Security Research

Conference

Landesvertretung

Nordrhein-Westfalen, Berlin

2. Oktober 2012

Eröffnung Fraunhofer CbP

Leuna

10. Oktober 2012

kuratoriumssitzung

des Fraunhofer ICT


15.-17. Oktober 2012

European workshop

New Approaches to High

Temperature Coatings

Costa DE Teguise, Lanzarote,

Spanien

13.-15. November 2012

detektion von Explosiv-

stoffen (CCg)


15. November 2012

workshop zur

Oprtimierung von

Extrusionsprozessen durch

numerische Simulation


19.-21. November 2012

Treib- und Explosivstoff-

workshop

BAkWVT, Mannheim

3.-5. Dezember 2012

Airbag 2012 – 11th Inter-

national Symposium

and Exhibition on

Sophisticated Car

Occupant Safety Systems

Kongresszentrum, Karlsruhe

77

BETEIlIgung An mESSEn unD FACHAuSSTEllungEn

battery Expo and

Fuel Cell Expo

29. Februar – 1. März 2012

Tokyo, Japan

VdI kongress

21.-22. März 2012

Mannheim

jEC Composites Paris

27.-29. März 2012

Paris, Frankreich

Analytica

17.-20. April 2012

München

Hannover messe

23.-27. April 2012

Hannover

wHEC

03.-07. Juni 2012

Toronto, Kanada

Achema

18.-22. Juni 2012

Frankfurt

IlA berlin Air Show

11.-16.09.2012

Berlin

gala kunststoff- und kautschukmaschinen gmbH

Symposium


Xanten

dwT-marineworkshop


Eckernförde

Rendez Vous Carnot

3.-4. Oktober 2012

Lyon

battery+Storage

8.-10. Oktober 2012

Stuttgart

f-cell

8.-10. Oktober 2012

Stuttgart

Composites Europe

9.-11. Oktober 2012

Düsseldorf

Fakuma

16.-20. Oktober 2012

Friedrichshafen

mS wissenschaft

16. Mai – 16. Oktober 2012

AkIdA (Aachener kolloquium für Instandhaltung,

diagnose und Anlagenüberwachung)

14.-15. November 2012

Aachen

78

VERöFFEnTlICHungEn

Albrecht, S.; Bollhöfer, E.;

Brandstetter, P.; Fröhling, M.;

Mattes, K.; Ostertag, K.; Peuckert, J.;

Seitz, R.; Trippe, F.; Woidasky, J.:

Ressourceneffizienzpotenziale von

Innovationen in rohstoffnahen

Produktionsprozessen.

In: Chemie-Ingenieur-Technik CIT

(Zeitschrift) 84 (2012), Nr. 10,

Oktober 2012, S. 1651-1665

Antes, J.; Schwarzer, M.; Löbbecke S.:

Targeted synthesis of dNdA57 by

microreaction technology.

In: Proceedings of the 12th Inter-

national Conference on Microreaction

Technology IMRET12, February 20-22,

2012, Lyon, France

Antes, J.; Jaegle M.:

Microfluidic calorimeters for bio-

logical and chemical applications.

30th International Exhibition Congress

on Chemical Engineering, Environ-

mental Protection and Biotechnology

Achema, June 18-22, 2012, Frankfurt

am Main, Germany

Antes, J.; Janitschek, W.; Schulz, N.;

Löbbecke, S.:

Continuous flow synthesis of

dNdA57 in a capillary

microreactor.

In: Proceedings of the 43rd Inter-

national Annual Conference of the

Fraunhofer ICT, Energetic Materials –

Synthesis, Characterisation, Processing,

June 26-29, 2012, Karlsruhe, Germany,

ISSN 2194-4903

Antes, J.; Jaegle, M.:

Microfluidic calorimeters for bio-

logical and chemical applications.

ProcessNet, Jahrestagung 2012,

September 10-13, 2012, Karlsruhe,

Germany

Antes, J.; Jaegle, M.:

Microfluidic low cost calorimeters

for biological and chemical

applications.

In: Proceedings of the 31th Inter-

national & 10th European Conference

on Thermoelectrics, July 9-12, 2012,

Aalborg, Denmark

Bader, B.; Helferich, G.:

Explogramme: mit explosiver

kraft gegen Produktpiraterie.

Innovationsallianz Karlsruhe –

Strategien gegen Produktpiraterie,

Fraunhofer ISI, 10. Juli 2012

Bäck, G.; Egger, P.; Berg, L.-F.:

Combining polymerization and

molding within a single machine.

Hanser, Kunststoffe International,

Volume 102, 10/2012, p. 102-105

Becker, W.; bendfeld, A.;

Eisenreich, N.; Geißler, E.;

Klemenz, M.:

Process monitoring by curing

thermoset materials.






p. 53-1 to 53-9

Bender, A., Förter-Barth, U.; Eyerer, P.:

Rheologische und (di)elektrische

messungen an polymeren und an

kristallinen Systemen.

41. Jahrestagung der Gesellschaft für

Umweltsimulation e.V., 14.-16. März,

2012, Stutensee-Blankenloch


Rheological and (di)electric

measurements on biopolymers,

like blood systems.

Jahrestreffen der Deutschen Rheo-

logischen Gesellschaft zusammen

mit Focustreffen »Rheologie« der

Deutschen Physikalischen Gesell-

schaft, 29.-30. März 2012, TU Berlin


Rheological and (di)electric

measurements on biopolymers,

like blood systems.

XVIth International Congress on

Rheology, August 5-10, 2012,

Lisabon, Portugal

Berg, L.-F.:

Automatisierungsbasis

Spritzgießtechnik.

MM-MaschinenMarkt, Sonderausgabe

Oktober 2012, S. 12-15

Bergmann, B.; Hammond, P.;

Diemert, J.:

Large scale modification

of reinforcing fibres using

supercritical solvents technology.

BiPoCo Bio-Based Polymers and

Composites, May 27-31, 2012, Lake

Balaton, Hungary

Berkowitz Zamora, D.;

Sathyanarayana S.; Weiss, P.;

Hübner, C.; Diemert, J. ; Henning, F.;

Elsner, P.:

Compounding extrusion of

polypropylene-carbon nanotube

composites: optimizing and

economizing process with a

commercial perspective – a case

study.

Proceedings of the 70th Annual

Technical Conference & Exhibition

ANTEC 2012, Society of Plastics

Engineers, April 2-4, 2012, Orlando,

Florida, USA

Böhnlein-Mauß, J., Helfrich, M.:

Isostatic pressing of gun

propellant mixtures.






p. 72-1

Böhnlein-Mauß, J., Kröber, H.,

Scheidt, B.:

Foamed Propellants as caseless

ammunition.






page 73-1

79

Bohn, M.A..:

Generic formulation of per-

formance assessement quantities

for stability, compatibility and

ageing of energetic materials.






p. 59-1 to 57-34

Bohn, M.A.; Pfersmann, A.:

Compatibility and simulation of

the heating up of the propellant

charge body of a high precision

machine gun.






p. 27-1 to 27-35

Bohn, M.A.; Pontius, H.:

Thermal behavior of energetic

materials in adiabatic selfheating

determined by ARCTM.






p. 57-1 to 57-2

Bohn, M.A.; Mußbach, G.; Cerri, S.:

Influences on the loss factor

of elastomer binders and its

modeling.






p. 60-1 to 60-43

Bunte, G.; Hürttlen, J.; Heil, M.;

Kröber, H.; Krause, H.:

Synthesis and test of particulate

MIP adsorbers for selectively

trapping explosives from air.

MIP2012, August 26-39, 2012, Paris,

France

Bunte, G.; Hürttlen, J.; Heil, M.;

Deimling, J.; Wolf, G.; Aniol, J.;

Krause, H.:

Berührungslose und nachweis-

empfindliche Detektion von Ex-

plosivstoffspuren in der Gasphase

mit geprägten Polymeren.

C-IED, Wehrtechnisches Symposium,

Abwehr der Bedrohung durch

behelfsmäßige Sprengvorrichtungen,

BAkWVT, 1.-2. Oktober 2012,

Mannheim

Bunte, G.; Hürttlen, J.; Schnürer, F.;

Heil, M.; Krause, H.:

Detektion von Explosivstoffen.

Wirkung und Schutz, Explosivstoffe,

WSE 2012, BAkWVT,

19.-21. November 2012, Mannheim

Bunte, G.:

Stationäre und mobile Detektions-

techniken.

CCG-Seminar VS 10.06 – Detektion

von Explosivstoffen,

13.-15. November 2012,


Bunte, G.:

Anreicherung und Ausbreitung

von Explosivstoffen.

CCG-Seminar VS 10.06 – Detektion

von Explosivstoffen,

13.-15. November 2012,


Caglar, B.; Sathyanarayana, S.;

Olowojoba, G.; Fischer, P.;

Huebner, C.; Elsner, P.:

Development of carbon nanotube

of carbon nanotube based bipolar

plates for vanadium redox flow

batteries.

Proceedings of SAMPE Tech 2012,

October 22-25, 2012, Charleston,

South Carolina, USA

Cäsar, J.; Teipel, U.:

Produktqualifikation –

Spannungsfeld in der Prüftechnik.

In: Teipel, U. (Ed.) Produktqualifikation

– Wirkungen auf Produkte, Gesell-

schaft für Umweltsimulation, Pfinztal,

Mai 2012, S. 29-35

Chaudhari, R.; Elsner, P.; Henning, F.:

Characterization of the various

high pressure RTM processes.

18. Nationales Symposium SAMPE

Deutschland e.V., 29. Februar –

1. März 2012, Karlsruhe, Germany

Chaudhari, R.; Karcher, M.; Elsner, P.;

Henning, F.:

Characterization of high-pressure

RTM processes for manufacturing

of high performance composites.

15th European Conference on

Composite Materials ECCM15,

June 24-28, 2012, Venice, Italy

Chaudhari, R.; Viebahn, F.; Karcher,

M.; Elsner, P.; Henning, F.:

Characterization of high-

performance composites

manufactured by using high-

pressure RTM process variants.

12th SPE ACCE, September 1-13,

2012, Troy, Michigan, USA

Chaudhari, R.; Viebahn, F.;

Karcher, M.; Elsner, P.; Henning, F. :

Characterization of High Pressure

RTM process variants for high

volume manufacturing of RTM

components.

Internationale AVK-Tagung, CCD

Congress Center Düsseldorf,

October 8-9, 2012, Düsseldorf,

Germany

Diemert, J.; Valera-Gómez, M. A.;

Bergmann, B.; Schneider, G.;

Jordan, P.; Schäfer, C.:

The BioStruct project, innovations

in wood-based composites –

materials and processes for high

value applications.

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Reif M.; F. Henning; Martsman A.;

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2,4,6-Trinitrotoluol ist ein

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Nr. 40, 2012, ISSN 1521-3757,

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Metal–Fluorocarbon pyrolants. XV:

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tage Grenz- und Oberflächenechnik

und 3. Optik-Kolloquium »Dünne

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ISBN 978-3-00-038451-6, S. 421

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Nogueira, A.C.; Drechsler, K.;

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Hürttlen, J.; Heil, M.; Ringer, J.; Rietz,

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The detection and identification

of trace level CW compounds

and explosives using an on-line

thermal desorption (TD) system

with a high sensitivity GC based

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Roberts, G.M.; Horner, G.; Bunte, G.;

Hürttlen, J.; Heil, M.; Ringer, J.;

Rietz, F.; Boeker, P.; Leppert, J.;

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The detection and identification

of trace level CW compounds

and explosives using an on-line

thermal desorption (TD) system

with a high sensitivity GC based

time-of-flight mass spectrometer.

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Roesner, A.; Henning, F.:

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Combustion of pyro-organic flares

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Roznyatovskaya, N.; Rupp, A.;

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Room-temperature ionic liquids

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Sathyanarayana, S.; Bendfeld, A.;

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Proceedings of SAMPE Tech 2012,

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development of printing

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Teipel, U.; Eichler, A.-L.; Cäsar, J.;

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Teipel, U.; Cäsar, J.:

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Woidasky, J.; Stolzenberg, A.:

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Woidasky, J.:

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Woidasky, J.:

Urban Mining – Neue Ansätze für

das Recycling.

HANNOVER MESSE 2012 –

Metropolitan Solutions

Woidasky, J.; Hirth, T.:

Ressourceneffzienz von heute bis

übermorgen.

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(Zeitschrift) 84 (2012), Nr. 7, Juli 2012,

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Woidasky, J.; Seiler, E.:

Recyclingverfahren für Windkraft-

anlagen.

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für Abfallwirtschaft und Altlasten,

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89

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Daschner de Tercero, M.; Jennewein, S.; Fehrenbacher, U.; Barner, L.:

Hydrothermale Herstellung von Nanopartikeln mit clickfähigen

Linkern an der Oberfläche.


Publication: 27. September 2012

Application no.: PCT/EP2012/054 748


Berger, T.; Hagen, M.:

Ionenleitender Festkörperseperator.

Application no.: PCT/EP2012/052007

Publication: 16. August 2012

Müller, D.; Pinkwart, K.; Tübke, J.:

Kapillarröhrchen für die Elektrophorese.


Publication: 29. März 2012

Hagen, M.; Althues, H.; Dörfler, S.:

Kathodeneinheit für Alkalimetall-Schwefel-Batterie.

Application no.: DE 10 2010 030 887.0-45

Publication: 5. Januar 2012

Hagen, M.; Althues, H.; Dörfler, S.; Kaskel, S.; Berger, T.:

Kathodeneinheit für Alkalimetall-Schwefel-Batterie mit

optimierter Ableiterstruktur.


Publication: 27. Dezember 2012


Publication: 27. Dezember 2012

Noack, J.; Berger, T.: Tübke, J.; Pikwart, K.:

Luftatmende Brennstoffzelle und Zellstapel für die Oxidation

von Ionen mit Sauerstoff.

Patent no.: DE 10 2011 107 185 B3

Granted: 16. August 2012

Noack, J.; Tübke, J.; Pinkwart, K.:

Methode zur Speicherung von elektrischer Energie in

ionischen Flüssigkeiten.

Application no.: US 13/201,813

Publication: 10. Mai 2012

Belaew, S.; Henning, F.; Engelen, H.:

Sattelstütze.

Application no.: WO PCT/EP2011/053534


Berger, T.; Pinkwart, K.; Tübke, J.:

Stromleiter für elektrochemische Zellen.



Application no.: PCT/EP2011/065558


Ress, C.; Emmerich, R.; Grag, M.; Urban, H.; Bräuning, R.:

Verfahren zur Erwärmung eines Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffes.

Application no.: PE 10 2010 042 820.5


Application no.: EP 11 184 980.8

Publication: 25. April 2012

Application no.: US 13/277,804

Publication: 28. Juni 2012

Mikonsaari, I.; Potyra, E.; Lüssenheide, S.; Bacher, A.; Diemert, J.:

Verfahren zur Herstellung von Kompositmaterialien auf Basis von

Polymeren und Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) und auf diese Weise

hergestellte Kompositmaterialien sowie deren Verwendung.

Application no.: EP 10 708 103.6-2115


Patente

90

P a t e n t e

Antes, J.; Loebbecke, S.; Krause, H.; Schifferdecker, D.:

Verfahren und Vorrichtung zur Messung der bei chemischen

oder physikalischen Umsetzungen frei werdenden Wärme.

Patent no.: EP 1 533 610 B1

Granted: 26. September 2012

Teipel, U.; Fuhr, I.; Krause, H.; Elsner, P.:

Verfahren zur Herstellung von Kompositpartikeln aus

kristallinen explosivstoffen.

Patent no.: DE 10 2004 004 964 B4

Granted: 23. Februar 2012

Helferich, G.; Ziegler, L.; Elsner, P.; Keicher, T.; Eyerer, P.; Bader, B.; Urban, H.;

Anselment, C.; Happ, A.; Merz, W.:

Verfahren zum Aufbringen einer Oberflächenstruktur auf einen

Festkörper und mit einer solchen Oberflächenstruktur versehener

Festkörper.

Patent no.: EP 2 147 730 B1

Granted: 12. September 2012

Berg, L.-F.; Thoma, B.:

Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen und

deren Verwendung.

Application no.: EP 10734691.8


Application no.: CN 2010 8003 9934.6


Eyerer, P.; Bender, A.:

Vorrichtung und Verfahren zur Detektion, Vermessung

und/oder Beeinflussung der Gerinnung von Blutsystemen.

Application no.: EP 11 190 833.1

Publication: 3. Oktober 2012

Spies. P.; Rohmer, G.; Tübke, J.; Hebling, C., Böttner, H.:

Vorrichtung zur Umwandlung und Speicherung von energie.

Patent no.: ZL 2007 8 0043487.X

Granted: 11. Januar 2012

Graupner, R.; Drechsler, K.; Schmitt, S.; Wölling, J.;

Wandelbares anpassungsfähiges Greifersystem.





91

Impressum

Redaktion

Dr. Stefan Tröster

Alexandra Wolf

Satz und Gestaltung

Alexandra Wolf

Druck

E&B engelhardt und bauer Druck und Verlag GmbH,

Karlsruhe

Redaktionsschluss

02/2013

Titelfoto & Foto Seite 6

© Thomas Ernsting

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Fraunhofer ICT

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92

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