Energiewirtschaft

Seit nunmehr drei Jahrzenten ist der AKL – International Laser Technology Congress als wichtige Austauschplattform der Lasercommunity etabliert. Vom 22.-24. April strömten 544 Fachleute aus 21 Ländern, rund 90 Vortragende und 57 ausstellende Unternehmen und Institutionen zum AKL’26 nach Aachen. Dort ließ in der Gerd Herziger Session am 23. April ein hochkarätig besetztes Podium die Entwicklung der letzten 30 Jahre Revue passieren und richtete den Blick in die Zukunft einer zunehmend allgegenwärtigen Lasertechnik.

Bis 2029 investiert die Bundesregierung über 2 Mrd. € in die Fusionsforschung. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen ist ein Early Mover. In Verbundforschungsprojekten erforscht und entwickelt es mit Partnern aus der Industrie und Forschung Lösungen für künftige Fusionskraftwerke. Es geht um den Aufbau schlagkräftiger Lieferketten sowie die Entwicklung von Verfahren für eine automatisierte Massenfertigung. International kooperiert das Institut unter anderem eng mit dem Lawrence Livermore National Laboratory. Dessen National Ignition Facility konnte mit dem derzeit weltgrößten Laser wiederholt Fusionsplasma zünden und erzielt dabei stetig wachsende Energieüberschüsse. Bei der Entwicklung von Kraftwerkstechnik zeichnen sich Spillover-Effekte ab, die der Photonik Zugang zu neuen Anwendungsmärkten verschaffen könnten.

Lasertechnik stößt in neue Dimensionen vor: Ultrakurzpuls- und Dauerstrich-Laser mit mittleren Leistungen im Multi-Kilowatt-(kW)-Bereich versprechen einen Effizienzschub in der Materialbearbeitung und ebnen den Weg in ganz neue Anwendungsfelder. Auf dem AKL’26 – International Laser Technology Congress vom 22.–24. April 2026 in Aachen werden sich mehrere Sessions mit Multi-kW-Lasern befassen.

Gefördert vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) haben das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen und die tinkerbrain – Institut für Bildungsinitiativen GmbH im Wissenschaftsjahr 2025 ein multimediales und multidisziplinäres Lern- und Lehrmaterial erarbeitet. Es vermittelt Schülerinnen und Schülern die naturwissenschaftlich-technischen Hintergründe der Zukunftsenergie Fusion und deren Potenzial für eine sichere, klimaneutrale Energieversorgung. Bereits drei Aachener Schulen haben in Projektwochen und regulären Unterrichtsreihen mit dem Material gearbeitet. Ab sofort machen es die Projektpartner als webbasiertes »fusionsLAB.de« kostenfrei für interessierte Schulen und außerschulische Lernorte zugänglich.

Das Fraunhofer ILT und Cailabs arbeiten in einer Entwicklungspartnerschaft daran, das Draht-Laserauftragschweißen für anspruchsvolle industrielle Anwendungen weiterzuentwickeln. Cailabs bringt dafür einen neuen, besonders kompakten Prozesskopf auf Basis seiner MPLC-Strahlform ein, der weniger als fünf Kilogramm wiegt und Laserleistungen von über zwölf Kilowatt ermöglicht. Die Kombination aus Kompaktheit, hoher Leistung und präziser Strahlform gab es in dieser Form bisher nicht. Das Fraunhofer ILT entwickelt und qualifiziert darauf aufbauend passende Prozessparameter für unterschiedliche Bauteilgeometrien und Einsatzfälle.

Festkörperbatterien versprechen mehr Sicherheit, höhere Energiedichte und neue Freiheitsgrade im Zelldesign. Doch der Weg von der Laborzelle zur industriellen Fertigung ist komplex. Doch Laserprozesse können zentrale Hürden überwinden und den Durchbruch ermöglichen.

Staatssekretär Matthias Hauer überreicht einen Förderbescheid für das Projekt InnoWaerm am Fraunhofer ILT. Das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit rund 1,5 Millionen Euro geförderte Vorhaben entwickelt hochtemperaturbeständige Leichtbau-Reaktoren aus Titanaluminid, die sich mithilfe additiver Fertigung herstellen lassen. Sie sollen einmal Wasserstoff direkt an Bord von Flugzeugen, Landmaschinen oder Schwerlastfahrzeugen erzeugen.

Die industrielle Fertigung steht unter zunehmendem Druck. Absatzmärkte, die jahrzehntelang als sicher galten, werden instabil. Robuste Lieferketten sind bedroht. Energie- und Materialkosten steigen, die Märkte verlangen nach immer mehr Varianten, und neue Produkte müssen immer schneller produktionsreif werden. In diesem Umfeld hat sich der Laser als zuverlässiges Fertigungswerkzeug etabliert. Seine physikalischen Grundlagen sind gut verstanden, viele laserbasierte Verfahren sind ausgereift und im industriellen Einsatz bewährt. Dadurch verlagert sich der Schwerpunkt der Forschung deutlich. Die zentrale Frage lautet nicht mehr, ob ein Verfahren mit einem Laser realisiert, sondern wie effizient, robust und wirtschaftlich es in der täglichen Produktion eingesetzt werden kann.

Um die lasergezündete Trägheitsfusion (Inertial Fusion Energy; IFE) erfolgreich aus dem experimentellen Stadium in industrielle Anwendungen zu überführen, bündeln zwei weltweit führende Forschungseinrichtungen ihre Kräfte, sowie ihr Laser-Design- und Simulations-Know-how. Im Projekt ICONIC-FL – das Kürzel steht für International Cooperation on Next-gen Inertial Confinement Fusion Lasers – gleichen das amerikanische Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen ihre hoch entwickelten Laser-Simulationsmodelle ab. Ihre gemeinsame Zielsetzung ist die Entwicklung von Hochenergielasern, die nicht nur zünden, sondern im 24/7-Kraftwerksbetrieb maximal effizient laufen. Hierbei kommt es auf präzise und höchstgenaue Vorhersagen der Laser-Performance an. Computersimulationen spielen daher eine zentrale Rolle bei der Entwicklung der Laserarchitektur.

In den kommenden drei Jahren entwickelt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT gemeinsam mit regionalen Partnern neue Technologien, um den kostenintensiven Edelmetalleinsatz bei Protonenaustauschmembran-Elektrolyseuren zu reduzieren. Im Wasserstofflabor des Fraunhofer ILT präsentieren Forschende die gesamte Prozesskette – von der Simulation über Tests bis zur Fertigung von Komponenten und Systemen für die Wasserstofftechnologie.