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Technologie News 04/2020

Grüner Wasserstoff
Lange war Wasserstoff eine Nischen­technologie. Derzeit bekommt das Thema aber von Politik und Industrie so viel Aufmerksamkeit wie selten zuvor: Im Juli 2020 legte die EU-Kommission ihre Wasserstoffstrategie vor, bereits einen Monat zuvor veröffentlichte Deutschland seine nationale Wasserstoffstrategie. Und unter österreichischem und nieder­ländischem Vorsitz unterzeichneten mehrere europäische Energieminister eine gemeinsame politische Erklärung für den verstärkten Einsatz von Wasserstoff zur Dekarbonisierung des europäischen Energiesystems. Im Fokus steht dabei sogenannter grüner Wasserstoff. Dieser wird durch die Elektrolyse von Wasser hergestellt, wobei ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz kommt. Wasserstoff kann als Einsatzstoff, Brennstoff oder Energieträger und -speicher mit zahlreichen Anwendungs­möglichkeiten in der Industrie, im Verkehr, im Energie- und im Gebäudesektor genutzt werden. In der Industrie kann er etwa als alternativer Brennstoff Öfen anfeuern oder als Baustein von Polymeren dabei helfen, die fossile Rohstoffbasis der Chemieindustrie zu ersetzen. Durch Brennstoffzellen lässt sich Wasserstoff zudem in Strom und Wärme umwandeln, wodurch sich Schwankungen im Stromnetz ausgleichen, Häuser beheizen und mit Elektrizität versorgen sowie Fahrzeuge antreiben lassen. Nähere Informationen unter: ec.europa.eu/wasserstoffstrategie

Alternative Rohstoffe für Kunststoffe
Die sich heutzutage in Gebrauch befindlichen Kunststoffe bestehen großteils aus Erdöl, was einen enormen Verbrauch an fossilen Rohstoffen bedeutet und gleichzeitig die Umwelt belastet. Daher suchen Forscher zunehmend nach umweltfreundlicheren Alternativen für die Herstellung von Kunststoffen. Potenzielle Substitute für fossile Rohstoffe in der Kunststoffherstellung sind vielfältig. Sie können z.B. aus dem Meer kommen – industriell gezüchtete Algen können etwa für die Herstellung von Kunststoffschäumen eingesetzt werden. Forscher an der Universität von New South Wales verwenden nach der Ernte gefällte Bananenpflanzen als Rohstoffbasis. Nun ist es deutschen Forschern gelungen, neuartige Polyamide auf Basis einer biogenen Substanz zu entwickeln, welche aus Terpentinöl gewonnen wird, das als Abfallprodukt bei der Zelluloseherstellung anfällt und bisher nur verheizt wurde. Das Polyamid ist nicht nur umweltfreundlicher als herkömmliche synthetische Materialien, sondern weist auch einen höheren Schmelzpunkt auf als Erdöl. Dies macht den neuen Stoff attraktiv für zahlreiche Anwendungen. Nähere Informationen unter: www.ingenieur.de/kunststoff-aus-biogenen-reststoffen

Entwicklung neuer Materialien mittels Künstlicher Intelligenz
Die Entwicklung neuer Werkstoffe und Materialien dauert oft Jahre und stellt die Werkstoffwissenschaften vor große Herausforderungen: Methoden und Experimente sind aufwändig und innovative Werkstoffe werden oft nur zufällig entdeckt. Durch den Einsatz umfangreicher Materialdatenbanken und Künstlicher Intelligenz (KI) könnte sich dies nun ändern. Amerikanische Forscher konnten durch den Einsatz von KI die „Erfindung“ metallischer Gläser um den Faktor 200 beschleunigen. Bei der Entwicklung von solchen metallischen Gläsern sind Millionen von Kombinationen möglich, von denen bisher nur wenige Tausend im Labor getestet wurden und es noch viel weniger bis zum industriellen Einsatz geschafft haben. Dank KI und ständig wachsender Datenbanken, können nun deutlich mehr Kombinationen virtuell getestet und die Entwicklungsdauer dadurch enorm gesenkt werden. Mögliche Einsatzgebiete für Künstliche Intelligenz in den Werkstoffwissenschaften gibt es viele, zum Beispiel auch bei der Erforschung von Supraleitern, Legierungen und Materialien für Katalysatoren. Nähere Informationen unter: www.theagilityeffect.com/ki-treibt-entwicklung-von-verbundwerkstoffen-voran

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Industrie im Portrait: F&E bei Plansee

„Strong Metals. Strong Products“. So lautet das Unter­nehmensmotto von Plansee. Auch wenn unsere beiden pulvermetallurgisch hergestellten Hauptwerkstoffe Molybdän und Wolfram bei Raumtemperaturanwen­dungen bisweilen noch eher Exoten sind. So sind sie doch vor allem aufgrund ihrer Hochtemperatureigen­schaften richtig „starke Werkstoffe“. Die besonderen Eigenschaften dieser „starken Werkstoffe“ sind Grundlage der Weiterentwicklung daraus gefertigter Produkte. Diese finden sich in unzähligen Anwendun­gen wieder und sind auch Startpunkt für die Ent­wicklung neuer Anwendungen.“ Dr. Arno Plankensteiner, Director Corporate R&D.

Vor 99 Jahren wurde Plansee von Dr. Paul Schwarzkopf in Reutte/Breitenwang gegründet und seither ist das „Metallwerk“, wie es in der Region auch genannt wird, immer mittelbar oder unmittelbar an der jeweiligen technologischen Spitze. Das Unternehmen mit den Tiroler Wurzeln ist seit jeher weltweit tätig und hat mittlerweile auch an den internationalen Produktionsstandorten angeschlossene Entwicklungsabteilungen. Diese sind für die Produktionsoptimierung am jeweiligen Standort zuständig und tätigen spezifische Produktentwicklungen für Kunden, welche von diesen Standorten aus beliefert werden.

Die Forschungs- und Entwicklungszentrale ist in Reutte, wo pulvermetallurgische Grundlagen entwickelt werden. Zudem passiert die Werkstoffentwicklung zur weiteren Verbesserung der Werkstoffeigenschaften und deren Anpassung auch an extreme Kundenbedürfnisse. In Reutte ist auch die für viele technologische Fragestellungen wichtige Abteilung für computergestützte Simulationsmethoden angesiedelt. Besonders stolz ist Plansee u.a. auf die Mitentwicklung der EUV-Lithographie für die Massenherstellung der nächsten Generationen von Computerchips, aber auch auf die Weiterentwicklung von Röntgendrehanoden für die Computertomographie in der humanmedizinischen Diagnostik.

Damit das Unternehmen weiterhin erfolgreich bleibt, werden neue Technologien wie der 3D-Druck für Molybdän und Wolfram entwickelt oder komplexe Bauteilsysteme im Hoch­temperaturofen- und Reaktorbau um digitale Services erweitert. Die Metalle von Plansee gehören zu den refraktären Werkstoffen – refraktär heißt „widerstrebend“. Plansee macht sie gefügig.

Nähere Informationen unter: www.plansee.com