Energiewirtschaft und Umwelttechnik

Die Energiebranche befindet sich in einem strukturellen Umbruch. Die Bedeutung erneuerbarer Energien steigt und die konventionellen Erzeugungssysteme müssen dem gestiegenen Konkurrenzdruck standhalten. In beiden Bereichen bietet das Fraunhofer ILT leistungsfähige Prozesstechniken an, um die jeweiligen Komponenten noch energieeffizienter und kostengünstiger zu gestalten.

So arbeitet das Fraunhofer ILT im Bereich erneuerbarer Energien an Fertigungsfragestellungen zu organischer und anorganischer Photovoltaik, bei der leistungsfähige Verschaltungstechnologien in hochproduktive Anlagen integriert werden. Insbesondere im Bereich der organischen Solarzellen bietet das Fraunhofer ILT hochmoderne Beschichtungs-, laserbasierte Dünnschicht-Modifikations- und Strukturierungssysteme im Rolle-zu-Rolle-Verfahren an. Diese zeichnen sich durch besonders hohe Flexibilität aus.

Darüber hinaus ermöglichen die Entwicklungen des Fraunhofer ILT auch in klassischen Bereichen der Energieerzeugung Leistungs- und Effizienzsteigerungen. Mit den additiven Fertigungsmethoden (Laser Additive Manufacturing) lassen sich in Zukunft Turbinenteile für noch höhere Verbrennungstemperaturen und damit höhere Energieeffizienz fertigen. Weiterhin erlaubt das Laserauftragschweißen eine effiziente Reparatur abgenutzter Turbinenteile. Die Ingenieure des Fraunhofer ILT sind in diesem Bereich schon mehrfach prämiert worden. Hinzu kommen neuartige Verfahren zur Herstellung von Kühlluftbohrungen in Turbinenschaufeln oder die Oberflächenbearbeitung zur Strukturierung von Solarzellen für eine Steigerung der Absorption.

Neben dem Energiethema widmet sich das Fraunhofer ILT vielfältigen Fragen bei der Herstellung und Rückgewinnung von Rohstoffen und wertvoller Materialien. Im Elektronikbereich lassen sich beispielsweise aus ausgedienten Mobiltelefonen seltene Rohstoffe über eine plasmagestützte Analyse mit hoher Genauigkeit selektieren und zurückgewinnen.

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Hochgeschwindigkeitsschweißen und -schneiden für Bipolarplatten#

Premiere in der Kaiserstadt: Das Laserschweißen und -schneiden von Bipolarplatten sowie die gesamte Prozesskette der Brennstoffzellen-Herstellung behandelt am 18. März 2020 das LKH2 Laserkolloquium Wasserstoff des Fraunhofer ILT in Aachen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Laser lassen sich für eine effiziente Produktion von Bipolarplatten für Brennstoffzellen einsetzen.

In Brennstoffzellen werden Wasserstoff und Sauerstoff, räumlich getrennt, über elektrochemische Reaktionen unter Abgabe von elektrischer Energie und Wärme synthetisiert zu Wasser. Neben der Membran-Elektroden-Einheit ist die Bipolarplatte die zentrale Komponente der Wiederholeinheit eines Brennstoffzellenstacks. Die derzeitigen Produktionsschritte einer Platte erlauben insgesamt kein kosteneffizientes Gesamtkonzept bei langwierigen, batchweisen mit langen Transportwegen verbundenen Prozessen. Das Fraunhofer ILT ist im Projekt CoBiP durch die Entwicklung und Integration eines Rolle-zu-Rolle Laserschweiß- und Laserschneidmoduls daran beteiligt, eine innovative Gesamtlösung für das Fertigen von qualitativ hochwertigen Bipolarplatten zu schaffen.

Die Herausforderung beim Laserstrahlmikroschweißen ist die geforderte Dichtheit der Schweißnähte eines Bipolarplattendesigns und die benötigte erhebliche Steigerung der Vorschubgeschwindigkeit. Beim Laserschneiden werden das scannergeführte Remoteschneiden wie auch das gasunterstützte Hochgeschwindigkeitsschneiden auf ihre Eignung untersucht, Bipolarplatten einlagig, doppellagig oder im Bereich der Kühlkanäle als Hohlstruktur zu schneiden.

Das prozesssichere gasdichte Fügen und Konturieren von metallischen doppelwandigen Bipolarplatten mit hoher Prozessgeschwindigkeit ist die Grundlage für die effiziente wirtschaftliche Produktion von Bipolarplatten bzw. Brennstoffzellen.

CoBiP wird im Auftrag des BMWi unter dem Förderkennzeichen 03ETB020A gefördert.

Metalle recyceln statt Bodenschätze abbauen – mit laserbasierter Sensortechnik#

Mit einem laserbasierten Sortierverfahren, entwickelt im BMBF-Projekt PLUS, lassen sich wertvolle Legierungen aus Metallschrott effizient zurückgewinnen.
© Cronimet Ferroleg. GmbH, Karlsruhe.
Mit einem laserbasierten Sortierverfahren, entwickelt im BMBF-Projekt PLUS, lassen sich wertvolle Legierungen aus Metallschrott effizient zurückgewinnen.

Für die Sicherung der Rohstoffversorgung gewinnen effiziente Recycling-Prozesse zunehmend an Bedeutung. Mit der Cronimet Ferroleg GmbH aus Karlsruhe entwickelte das Fraunhofer ILT im BMBF-Projekt PLUS hierzu Laserverfahren für das schnelle und genaue Erkennen sowie Sortieren von Legierungen in Metallschrotten. Die Ergebnisse werden im EU-geförderten Projekt REVaMP nun aufgegriffen und auf eine universelle Basis gestellt: 16 Partner aus Deutschland, Polen und Spanien arbeiten in diesem Vorhaben an einer laserbasierten Sensortechnik für die Integration in bestehende Industrieanlagen, die die Ressourceneffizienz von Unternehmen maßgeblich verbessern kann.

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Projekte mit Beteilung des Fraunhofer ILT#

Strategische
Fraunhofer Projekte

Eine Auswahl von strategischen Projekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT finden Sie auf unserer Cluster-Webseite.

Laufende
Verbundprojekte

Hier finden Sie eine Auswahl von aktuellen Verbundprojekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT.

Abgeschlossene
Verbundprojekte

Hier finden Sie eine Auswahl von abgeschlossenen Verbundprojekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT.

Jahresberichte

In unseren aktuellen Jahresberichtsbeiträgen finden Sie weitere Projektergebnisse.

#Ansprechpartner für Projektanfragen

Dr. Achim Lenenbach (komissarisch)

»Messtechnik und EUV-Strahlquellen« 

 

Telefon +49 241 8906-124
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Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann

»Laser und Laseroptik« 

 

Telefon +49 241 8906-206
-> E-Mail senden

apl. Prof. Arnold Gillner

»Abtragen und Fügen« 

 

Telefon +49 241 8906-148
-> E-Mail senden

 

Jasmin Saewe M.Sc.

»Laser Powder Bed Fusion« 

 

Telefon +49 241 8906-135
-> E-Mail senden

 

Dr. Thomas Schopphoven

»Laserauftrag­schweißen« 

 

Telefon +49 241 8906-8107
-> E-Mail senden

 

Dr. Jochen Stollenwerk (kommissarisch)

»Funktionale Schichten und Oberflächen« 

 

Telefon +49 241 8906-411
-> E-Mail senden