Innovative Energie- und Wasserstofftechno­logien

Innovative Energietechnologie erfordert in vielen Fällen Prozesse im Hochtemperaturbereich über 800 °C. Dies stellt besondere Anforderungen an die einzusetzenden Werkstoffe und insbesondre an die für diese Werkstoffe anwendbaren Fügetechnologien. Neben der Hochtemperaturbeständigkeit sind vor allem Korrosions- und Abrasionsfestigkeit für viele Anwendungen geforderte Eigenschaften.

Die Arbeitsgruppe entwickelt deshalb seit über zehn Jahren Lasertechnologien, die sich besonders für Hochtemperaturanwendungen eignen.

Ergänzend zu den Fügetechnologien werden laserbasierte Beschichtungs-, Oberflächenstrukturierungs- und Abtragsverfahren im Rahmen von Forschungsvorhaben entwickelt und eingesetzt.

Dazu werden folgende Schwerpunkte bearbeitet:

  • Entwicklung und Erprobung laserbasierter Fügetechnologien zum hochtemperaturfesten Fügen keramischer Komponenten. Dadurch wird es möglich, auch komplexe vollkeramische Baugruppen herzustellen. Beispiel: Fertigung eines vollkeramischen Hochleistungs-Wärmeübertragers, basierend auf dem Heat-Pipe-Prinzip.
  • Entwicklung einer lasergestützten Beschichtungstechnologie (PLD-Verfahren) zum Herstellen ultradichter, in der Zusammensetzung exakt definierter Keramikbeschichtungen. Diese dienen vor allem dem langzeitstabilen, sicheren Einschluss radioaktiver Spaltprodukte sowie dem Schutz von Oberflächen gegen Korrosion und Abrasion.
  • Entwicklung und Erprobung eines innovativen Verfahrens zur Laserdekontamination radioaktiv oder chemisch-toxisch belasteter Oberflächen. Ein solches Verfahren stellt eine personal- und ressourcenschonende Alternative zu herkömmlichen, mechanischen Dekontaminations-Technologien dar.

Der Arbeitsgruppe steht für ihre Forschungsarbeiten ein hochmodernes Laserlabor zur Verfügung. Es ist ausgerüstet mit Diodenlasern bis 10 kW Strahlleistung, einem leistungsstarken CO2, einem gepulsten Excimer-Laser sowie einem Laser mit grüner Wellenlänge.

In einem zweiten Themenkreis wird das Verhalten von Graphitstaub in einer 900 °C heißen Heliumströmung mittels moderner Lasermesstechnik untersucht. Hier stehen vor Allem das Ablagerungs- und Resuspensionsverhalten der Graphitpartikel auf gekühlten Metalloberflächen im Vordergrund.

Zuständige Mitarbeiter

Leiter

Dr.-Ing. habil. Wolfgang Lippmann

Mitarbeiter

Versuchsanlagen

Projekte

03/2017 – 02/2020

AMTEC-D: Entwicklung eines Alkalimetall-Konverters zur hocheffizienten Direktumwandlung von Wärme in elektrischen Strom

11/2016 – 10/2019

SYNKOPE-flex: Synergetische Kopplung von Energieträgern für effiziente Prozesse

09/2016 – 08/2019 DELTA: Entwicklung eines tubularen Dampf-Elektrolyseurs mit integrierter Kohlenwasserstoffsynthese

04/2016 – 03/2019

TE-K-SYSTEM: Herstellung von keramikbasierten Hochtemperatur-  Thermoelektrischen Modulen

12/2015 – 11/2018

SuperHi: Refraktärmetalllegierungen als innovative Lote für keramikbasierte Verbunde im Hochtemperaturbereich
08/2015 – 07/2018 LaPLUS: Laser-Dekontamination von Metall- und Betonoberflächen

10/2012 – 09/2014

Gezielte Gefügeeinstellung in der Verbindungszone lasergefügter Siliciumcarbid-Bauteile zur Verbesserung der Hochtemperaturbeständigkeit (LaJoin)

08/2012 - 12/2014

Weiße Biotechnologie zur Wasserstoffsynthese - Konzepte zur Aufreinigung, Speicherung und Nutzung des Wasserstoffs

10/2011 - 09/2014

Untersuchungen zum emissionsarmen Abtrag von Lackschichten mittels Laserstrahlung (LaColor)

05/2012 - 04/2014

Integration keramischer Mehrkomponentenwerkstoffe in kostengünstige und optimierte thermo-elektrische Systeme (TECer2)

04/2012 - 03/2014

CerHeatPipe –Entwicklung und Erprobung keramischer Wärmerohr-Wärmeübertrager für Hochtemperaturprozesse

01/2010 - 12/2014

Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern – Technologien für das Nacherdölzeitalter Teilprojekt: Entwicklung innovativer Werkstoffe

01/2010 - 12/2012

Entwicklung ultradichter Diffusionsbarrieren mittels Lasertechnologie

10/2009 - 09/2012

FibreCer-Entwicklung einer Lasertechnologie zum Fügen von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen

05/2009 - 04/2012

Keramische Mehrkomponentenwerkstoffe für kostengünstige thermoelektrische Systeme zur Erhöhung des energetischen Wirkungsgrads und gleichzeitigen Verbesserung der Prozessüberwachung in Maschinen und Anlagen (TECer1)

03/2008 - 02/2012

F-Bridge - Basic Research for Innovative Fuel design for GEN IV systems

01/2009 - 12/2011

CerHeatEx – Neuartige vollkeramische Hochtemperaturwärmeübertrager für verschiedene Atmosphären

08/2008 - 07/2011

Manipulatorgesteuerter Oberflächenabtrag durch Lasertechnologie (MANOLA)

11/2008 - 10-2010

eJoin – Entwicklung von hochtemperaturbeständigen keramischen Fügeverbindungen mit definiert elektrischen Eigenschaften

04/2007 - 03/2010

CeraJoin - Fügen von keramischen Bauteilen durch laserinduziertes Löten- Entwicklung neuer Simulationstools zur Einbindung des Werkstoffverhaltens

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Redaktion WKET
Letzte Änderung: 12.04.2017