Aktuelles aus den Mitgliedsinstituten

Vier Freiburger Wissenschaftlern ist es weltweit erstmals in Simulationen gelungen, durch Scherung verursachte Amorphisierung und Rekristallisierung von Silizium-Kristallen zu nutzen, um Kristalle zielgerichtet aufwachsen zu lassen. In Zukunft könnten Fachleute mithilfe dieses Konzepts kristalline Siliziumstrukturen für nanotechnologische Anwendungen, beispielsweise Nano-Elektronik, maßschneidern. »Triboepitaxie«, die grundlegende Idee, die das möglich machen könnte, stellt das Team in der Zeitschrift »Physical Review Letters« vor.

Wie lässt sich die Luft in Innenräumen effektiv von Viren befreien? Diese Frage wird nun im Herbst wieder wichtiger, vor allem für Schulen ist eine sinnvolle Luftreinigung essenziell. Im Projekt AVATOR untersuchen und optimieren Fraunhofer-Forschende verschiedene Filter- und Luftreinigungstechnologien.

Soll aus Wasserstoff oder Methanol elektrische Energie gewonnen werden, kommen meist Brennstoffzellen zum Einsatz. Nanoskalige Katalysatoren bringen den Prozess in Schwung – bislang schwankt die Qualität dieser Materialien jedoch stark. Der Forschungsbereich CAN des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP räumt diese Probleme aus: Mit einem optimierten Katalysator und einer kontinuierlichen, reproduzierbaren Fertigung mit sehr guter Kontrolle über die Materialeigenschaften.

Durch die Metallbearbeitung mit Laser und Plasma gelangen viele verschiedene Schadstoffe in die Umgebungsluft. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS hat jetzt zusammen mit Partnern eine Filteranlage entwickelt, die sehr effizient die verschiedenen Substanzen aus der Luft entfernt. Sie kann individuell an die verschiedenen Materialien und die jeweils freigesetzten Stoffe angepasst werden. Künftig soll die Technik in weiteren Anwendungen wie der additiven Fertigung zum Einsatz kommen.

Das Freiburger Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM ist seit 50 Jahren Vorreiter in der angewandten Forschung zur Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Werkstoffen und Bauteilen. Mit fundierter Expertise von Experiment und Simulation ist das Institut bei Industrieunternehmen und in der Wissenschaft als Forschungspartner sehr gefragt. Damit die auf rund 320 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter gewachsene Belegschaft genügend Raum für modernste Versuchsaufbauten, Probenfertigung und als Gedankenschmiede hat, eröffnet das Institut am 15. September 2021 seine neuen Erweiterungsbauten im Industriegebiet Nord, die Bund und Land gemeinsam mit 14,4 Mio. € finanziert haben.

Herkömmliche Prozesse zur Herstellung von Batterieelektroden sind auf den Einsatz von meist toxischen Lösungsmitteln angewiesen und benötigen viel Platz und Energie. Nicht so DRYtraec® – ein neu entwickeltes Trockenbeschichtungsverfahren des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS. Die Technologie ist umweltfreundlich und kosteneffizient, kann breit eingesetzt werden und hat so das Potenzial, die Batterieelektrodenherstellung zu revolutionieren.

Mit dem im August gestarteten Projekt »Lite2Duro - Leichtbau durch ressourcen- und CO2-effizientes balanciertes Spritzgießen von duromeren Formmassen« wird an der Steigerung der Nachhaltigkeit und Energieeffizienz in der Verarbeitung von duromeren Kunststoffen geforscht. In einem breit aufgestellten Konsortium werden drei wichtige prozesstechnische Hemmnisse untersucht, Simulationsmethoden weiterentwickelt und die Lösungen an zwei industrienahen Anwendungen demonstriert.

Die Forschenden des Fraunhofer WKI präsentieren das »Bioconcept-Car« auf der IAA 2021. Zusammen mit HOBUM Oleochemicals, Porsche Motorsport und dem Rennteam Four Motors entwickeln Forschende des Fraunhofer WKI Leichtbauteile für Fahrzeugkarosserien. Die dort eingesetzten, eigens dafür entwickelten naturfaserverstärkten Bio-Kunststoffe dienen als Ersatz für herkömmliche Verbundwerkstoffe.

Die Kosten zur Herstellung von Elektrolyseuren für grünen Wasserstoff um mehr als ein Viertel senken – daran arbeiten Fraunhofer-Forschende aus Chemnitz, Görlitz, Aachen, Stuttgart und Halle (Saale) in einem neuen Großforschungsprojekt. Gemeinsam bauen sie eine Referenzfabrik auf, in der in den nächsten vier Jahren neue Produktionsverfahren entwickelt und geprüft werden können. Die besten und wirtschaftlichsten Verfahren werden parallel komplett virtuell nachgebaut und in einen Technologiebaukasten überführt, der es Industrieunternehmen erlaubt, vor der Planung einer Fertigung genau zu prüfen, mit welchen Produktionskosten sie für bestimmte Elektrolyseur-Typen rechnen müssen. Das Vorhaben trägt zur Erreichung der Klimaziele bei und stärkt den Wirtschaftsstandort Deutschland. Die Bundesregierung fördert es deshalb mit 22 Millionen Euro über das Wasserstoff-Leitprojekt »H2Giga«.

Welche Wertschöpfungsketten entstehen in der Wasserstoffwirtschaft und wie beeinflussen sie etablierte Lieferketten? Welche Transformationen ergeben sich in etablierten Wertschöpfungsnetzen und welche Implikationen hat dies für das jeweilige regionale Innovationssystem? Im Rahmen des Projekts »H2 Companion« begleitet das Fraunhofer ISI zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, dem Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH (ifeu) und dem Institut für Ressourceneffizienz und Energiestrategie (IREES) zwei vom Land Baden-Württemberg geförderte Modellregionen wissenschaftlich, um diese und weitere Fragen zu beantworten.