Lasertechnologien

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Dr. Ing. Marion Herrmann

Leiterin des Forschungsgebietes Innovative Lasertechnologien

Frau Dr.-Ing. Marion Herrmann

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Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik - Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik

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Besuchsadresse:

Walther-Pauer-Bau, PAU 214/1 George-Bähr-Straße 3b

01069 Dresden

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Dr.-Ing. Anne-Maria Reinecke

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Frau Dr.-Ing. Anne-Maria Reinecke

Leiterin des Hochleistungslaserlabors

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Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik - Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik

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Innovative Energietechnologien erfordern in vielen Fällen Prozesse bei Temperaturen über 800 °C. Dies stellt besondere Anforderungen an die einzusetzenden Werkstoffe und Bauteile. Deshalb entwickeln und modifizieren die Wissenschaftler unseres Lehr- und Forschungsgebietes Forschergruppe seit mehr als 15 Jahren Lasertechnologien, die den Einsatz verschiedener Materialien unter den Bedingungen von hoher Temperatur und speziellen Umgebungsbedingungen ermöglichen. Dazu werden jeweils laserbasierte Technologien zum Fügen, für Beschichtungen und für die Oberflächenstrukturierung entwickelt und angewendet.

Dabei sind wir auf folgenden Gebieten tätig:

Entwicklung und Erprobung laserbasierter Löttechnologien zum hochtemperaturbeständigen Fügen von Keramik-Keramik- bzw. Keramik-Metall-Verbindungen. Dabei werden die Besonderheiten des Verfahrens, lokaler Energieeintrag und kurze Prozesszeiten vorteilhaft eingesetzt.

Entwicklung von Hochtemperaturloten für den Einsatz unter speziellen Umgebungsbedingungen. Die Entwicklung umfasst sowohl die Gruppe der metallischen Aktivlote als auch die der Glas-Keramik-Lote.

Entwicklung einer lasergestützten Beschichtungstechnologie (PLD-Verfahren) zum Herstellen ultradichter, chemisch exakt definierter Keramikbeschichtungen. Diese können zum Beispiel für den langzeitstabilen, sicheren Einschluss radioaktiver Spaltprodukte genutzt werden sowie dem Schutz von Oberflächen gegen Korrosion und Abrasion dienen.

Laserbasierte Strukturierung von keramischen Oberflächen zur Erhöhung der spezifischen Oberfläche und/oder zur Einstellung spezieller Oberflächeneigenschaften.

Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeit ist die Entwicklung von ressourcenschonenden Technologien für den Rückbau von Kernkraftwerken. Dazu können laserbasierte Technologien einen wichtigen Beitrag leisten und wir diese personal- und ressourcenschonenden Verfahren als effiziente Alternativen zu herkömmlichen Verfahren in die Praxis etablieren.

Unsere Arbeitsschwerpunkte sind:

Entwicklung und Erprobung von innovativen Verfahren zur laserbasierten Dekontamination radioaktiv oder chemisch-toxisch belasteter Oberflächen. Diese Verfahren stellen eine personal- und ressourcenschonende Alternative zu herkömmlichen, mechanischen Dekontaminationstechnologien dar.

Entwicklung einer Methode zur laserbasierten Probenahme in Beton-Bohrlöchern zur in-situ Analyse

Laserbasierte Reinigung verschiedener Oberflächen, um beispielsweise Oxidschichten zu entfernen.

Der Arbeitsgruppe steht für ihre Forschungsarbeiten ein hochmodernes Labor zur Verfügung, das mit leistungsstarken Lasern verschiedener Wellenlängen und Arbeitsmodi sowie den entsprechenden peripheren Geräten ausgestattet ist.

Studienarbeiten

Aktuelle Aufgabenstellungen der Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik finden Sie hier.

Projekte

06/2025 - 03/2028	SALTME PLUS: Salz-Metallschmelzen zur Speicherung von Energie – Erhöhung der Speichereffizienz
09/2024 - 08/2027	HITEMAGEN4: Hochtemperaturwerkstoffe für Flüssigsalz-Reaktoren der Generation IV
05/2023 – 02/2027	SaltMe: Salz-Metallsysteme als neue Speichermaterialien mit verbesserter Wärmeleitfähigkeit zur Speicherung thermischer Energie
09/2021 - 08/2024	KOBEKA: Entwicklung von Messtechnik zur Beprobung kontaminierter Betonbaukörper kerntechnischer Anlagen während des Rückbaus
01/2022 - 12/2024	ROBIN – Entwicklung und Einsatz robuster elektrischer Mess- und Bildgebungsverfahren zur hochaufgelösten Erfassung von thermohydraulischen Parametern in Großversuchsanlagen der nuklearen Sicherheitsforschung
03/2020 - 02/2023	CO₂-WIN - Verbundvorhaben: HTCoEl - Kompakte Synthesegaserzeugung durch Hochtemperatur-Coelektrolyse
10/2019 – 09/2022	LaDECO: Qualifizierung der laserbasierten Dekontaminationstechnologie für den Einsatz im nuklearen Rückbau
01/2018 – 06/2020	FüSiC: Arteigenes druckunterstütztes und prozessgesichertes Fügen und Verschließen von SiC-Komponenten und Behältnissen
10/2017 – 03/2022	IL TROVATORE: Innovative Hüllmaterialien für fortschrittliche störfall-tolerante Energiesysteme
04/2016 – 11/2019	TE-K-SYSTEM: Herstellung von keramikbasierten Hochtemperatur- Thermoelektrischen Modulen
12/2015 –03/2019	SuperHi: Refraktärmetalllegierungen als innovative Lote für keramikbasierte Werkstoffverbunde im Hochtemperatureinsatz
08/2015 – 12/2018	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

Weitere Informationen finden Sie imForschungsinformationssystem der TU Dresden.

Publikationen und Patente

Kooperationspartner des Forschungsbreiches „Innovative Energie- und Wasserstofftechnologien“

TU Freiberg, Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik
Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik (IWTT)

TU Freiberg, Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik
Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik

Industrieanlagen Betriebsgesellschaft mbH (IABG mbH)
IABG

Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe, Rückbau- und Entsorgungs-GmbH
WAK GmbH

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Inst. Experimentelle Thermofluiddynamik
HZDR Experimentelle Thermofluiddynamik

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Institut für Fluiddynamik
HZDR Institut Fluiddynamik

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen , Lehrstuhl für Reaktorsicherheit und -technik
RWTH LRST

KIT Karlsruhe, Institut für Angewandte Materialien
IAM

Fraunhofer Institut für keramische Systeme, Abteilung: Nitridkeramik und elektrisch funktionelle Strukturkeramik Dresden
IKTS Nitrid- und elektrisch funktionelle Strukturkeramik

Fraunhofer Institut für Keramische Systeme, Abteilung: Fügetechnik und AVT Dresden
IKTS Fügetechnik und AVT

Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe Dresden
MPI für Chemische Physik fester Stoffe