Laser technologies

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Dr. Ing. Marion Herrmann

Head of the research area “Innovative Laser Technologies”

Ms Dr.-Ing. Marion Herrmann

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Institute of Power Engineering and Enviromental Technology - Chair of Hydrogen and Nuclear Energy

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Visiting address:

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

01069 Dresden

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fax Fax: +49 351 463-37161

Dr.-Ing. Anne-Maria Reinecke

Research Associate

Ms Dr.-Ing. Anne-Maria Reinecke

Head of high-power laser laboratory

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Institute of Power Engineering and Enviromental Technology - Chair of Hydrogen and Nuclear Energy

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Visitor Address:

Mollier-Bau, MOL 312 George-Bähr-Str. 3

01069 Dresden

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Innovative energy technologies in many cases require processes at temperatures above 800 °C. This places special demands on the materials and components to be used. Therefore, for more than 15 years, the scientists of our teaching and research area Research Group have been developing and modifying laser technologies that enable the use of different materials under the conditions of high temperature and special environmental conditions. In each case, laser-based technologies for joining, coatings and surface structuring are developed and applied for this purpose.

We are active in the following areas:

Development and testing of laser-based soldering technologies for high-temperature resistant joining of ceramic-to-ceramic or ceramic-to-metal joints. The special features of the process, local energy input and short process times are used to advantage.
Development of high-temperature brazing alloys for use under special environmental conditions. The development includes the group of metallic active solders as well as glass-ceramic solders.
Development of a laser-assisted coating technology (PLD process) for producing ultra-dense, chemically precisely defined ceramic coatings. These can be used, for example, for the long-term stable, safe confinement of radioactive fission products as well as for the protection of surfaces against corrosion and abrasion.
Laser-based structuring of ceramic surfaces to increase the specific surface area and/or to adjust special surface properties.

Another focus of our work is the development of resource-saving technologies for the dismantling of nuclear power plants. Laser-based technologies can make an important contribution to this, and we are establishing these personnel- and resource-saving processes in practice as efficient alternatives to conventional methods.

Our main areas of work are:

Development and testing of innovative procedures for laser-based decontamination of radioactively or chemically-toxically contaminated surfaces. These methods represent a personnel- and resource-saving alternative to conventional, mechanical decontamination technologies.
Development of a method for laser-based sampling in concrete boreholes for in-situ analysis.
Laser-based cleaning of various surfaces to remove oxide layers, for example.

The research group has access to a state-of-the-art laboratory equipped with powerful lasers of different wavelengths and working modes as well as the corresponding peripheral equipment for its research work.

Student research projects

Current tasks of the Chair of Hydrogen and Nuclear Energy Technology can be found here.

Projects

05/2023 – 04/2026	SaltMe: Salt-metal systems as new storage materials with improved thermal conductivity for storing thermal energy
09/2021 - 08/2024	KOBEKA: Development of measuring technology for sampling contaminated concrete structures of nuclear facilities during dismantling
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.

Publications and patents

Experimental plants

Hochleistungs-Laserlabor

Cooperation partners of research area "Lasertechnologies"

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