Aktuelles

Nachhaltiges Werkstoffdesign als Lösung für mögliche Ressourcenengpässe gewinnt zunehmend an Gewicht. Neue Materialkompositionen können umweltfreundlichere Schiffsantriebe, sparsamere Flugzeugtriebwerke oder auch leichtere Elektrofahrzeuge ermöglichen. Am Fraunhofer IWS entwirft das Kompetenzfeld Werkstoffcharakterisierung und -prüfung um Professorin Martina Zimmermann die »Rezepturen« für diese Werkstoffe von morgen. Das Besondere: Hier lassen sich neue Legierungen direkt mit additiven Fertigungsmethoden generieren und analysieren. Die 3D-Drucker am Institut erlauben das Testen der neu entwickelten Rezepte lange vor dem Einsatz in der Industrie.

Leistungsstarke mobile Brennstoffzellen sollen künftig helfen, die Umweltbelastung durch Schwertransporte in Deutschland und weltweit zu mindern. 19 Fraunhofer-Institute aus neun Bundesländern haben sich daher zum Entwicklungsbündnis »H2GO – Nationaler Aktionsplan Brennstoffzellen-Produktion« zusammengetan. Sie wollen gemeinsam industrielle Technologien für die effiziente Produktion von Brennstoffzellen entwickeln und neue Verfahren in die Wirtschaft transferieren. Im Fokus stehen Brennstoffzellen für den straßengebundenen Schwerlastverkehr. Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr fördert H2GO bis Ende 2025 mit rund 80 Millionen Euro aus dem »Zukunftsfonds Automobilindustrie«. Auch das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS ist Teil dieses Konsortiums. Dr.-Ing. Teja Roch betreut innerhalb des Fraunhofer IWS das Teilprojekt »HP2BPP«. Im Interview erläutert er die innovativen Beiträge des Fraunhofer IWS.

Ein düsteres Kapitel der menschlichen Geschichte tat sich am 26. April 1986 auf, als Block 4 des Kernkraftwerks in Tschernobyl explodierte und eine Kernschmelze zur Folge hatte. Dieser tragische Vorfall verwandelte nicht nur die unmittelbare Umgebung in eine unbewohnbare Landschaft, sondern nahm auch langfristig Einfluss auf die Umwelt und die Gesundheit der Bevölkerung. Jahrzehnte später steht die Menschheit heute vor der drängenden Herausforderung des Rückbaus des havarieren Kraftwerks. Diese Notwendigkeit sehen auch Forschende des Fraunhofer IWS in Dresden, die sich dieser komplexen Aufgabe stellen. Das Technologiefelds Trennen und Fügen arbeitet an einem laserbasierten, fernoperierten Zerlegeprozess für kontaminierte Materialgemische. Dr. Andreas Wetzig und Dr. Jan Hauptmann geben im Interview Einblicke zu den Hintergründen dieser ambitionierten Aufgabe.

Auf der letzten Mitgliederversammlung der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech) wurde der Lasertechnologe Prof. Andrés Lasagni als neues Mitglied in die unabhängige Vereinigung gewählt.

Die Digitalisierung verändert das Berufsbild des Werkstoffprüfers. Die Schulung der Teams an neuen digitalen Laborbüchern ist dabei von zentraler Bedeutung und sorgt dafür, fachliche Expertise langfristig für Unternehmen und Institute zu sichern. Diese und weitere Erkenntnisse haben das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden und dessen Partner durch das abgeschlossene Forschungsprojekt »DiWan: Digitaler Wandel in der Werkstoffprüfung« gewonnen. Sie fließen in die weiteren Aktivitäten des Dresdner Instituts im Kontext der digitalen Transformation der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ein.

Die Europäische Union hat sich zum Ziel gesetzt, die Methan-Emissionen in den Sektoren Landwirtschaft, Abfall und Energie besser zu erfassen und weiter zu reduzieren. In diesem Zusammenhang riefen unter Koordination der »DBI – Gas- und Umwelttechnik« das Fraunhofer Anwendungszentrum für Optische Messtechnik und Oberflächentechnologien AZOM, »Micro-Hybrid Electronic« und »fiberware« ein Forschungsprojekt zur hohlleiterbasierten Spurengasanalyse von Methan ins Leben. Dabei soll ein mobiles Kompakthandgerät entstehen, das Methanemissionen mit einer bislang nicht möglichen Präzision ermittelt. Das Projekt wird im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme »KMU-innovativ: Ressourceneffizienz und Klimaschutz« (kurz: HLSG-CH4) über drei Jahre hinweg gefördert.

Deutschland hat die Batterie als Schlüsseltechnologie für sich wiederentdeckt – vor allem seitdem klar ist, dass sich viele große deutsche Automobilhersteller vom Verbrennungsmotor verabschieden und in hohem Maße auf batterieelektrische Antriebskonzepte konzentrieren werden. Seitdem ist eine Aufholjagd im Gange, um den zuletzt unübersehbaren Kapazitäts- und Technologievorsprung asiatischer und US-amerikanischer Konzerne wettzumachen.

Wenn die Abkehr von fossilen Brennstoffen und die Wende hin zu umweltfreundlichen Alternativen gelingen sollen, braucht Europa einen Schub für die Wasserstofftechnologien. Ökologisch erzeugter, »grüner« Wasserstoff eignet sich als emissionsfreier und schnell zu tankender Energieträger, wird aber auch in der Chemie und vielen anderen Industriezweigen als Grundstoff benötigt.

Stark belastete Komponenten in der Luftfahrt, wie beispielsweise Verdichter, werden üblicherweise mit Verschleißschutzschichten versehen. Sie sollen dadurch den widrigen Anforderungen in ihrer Nutzung langfristig standhalten. Typischerweise kommt für eine solche Schutzbeschichtungen das Arc-PVD-Verfahren zur Anwendung, in dem mittels Lichtbogen ein Ausgangsmaterial, meist ein nitridischer Hartstoff, im Hochvakuum verdampft und auf das zu beschichtende Bauteil aufgebracht wird.

Im Jahr 2021 gründeten sich die Wissenschaftler Dr. Tim Kunze, Dr. Sabri Alamri und Benjamin Krupop zusammen mit der Ökonomin Laura Kunze als »Fusion Bionic« aus dem Fraunhofer IWS aus. Das junge Start-up hat die ersten Herausforderungen und Hürden gemeistert. Im Interview blicken Dr. Tim Kunze, CEO Fusion Bionic, sowie Prof. Christoph Leyens, Institutsleiter, und Dr. Christoph Zwahr, Gruppenleiter am Fraunhofer IWS, auf die Anfangszeit zurück und wagen einen Ausblick auf die zukünftige Kooperation.