Die SUMTEQ GmbH ist ein junges Start-Up mit Sitz in Düren (Nordrhein-Westfalen). Als Spin-Off des Lehrstuhls für physikalische Chemie der Universität Köln ist es dem Unternehmen gelungen, ein innovatives Produktionsverfahren zu entwickeln, mit dem Polymere erstmalig skalierbar zu einem stabilen nanoporösen Schaum expandiert werden können. Dieser innovative Schaum lässt sich äußerst effektiv im Bereich der Gebäudedämmung einsetzen.
Aktuell am Markt verfügbare Hochleistungsdämmstoffe zeichnen sich ebenfalls durch eine feine Porenstruktur aus, die zu sehr guten thermischen Isolationseigenschaften führt. Allerdings sind die Produktionsverfahren, die für die Erreichung einer dauerhaften Nanostruktur notwendig sind, sehr zeit- und kostenintensiv. Daher werden zur Zeit Hochleistungsdämmstoffe nur in geringen Volumina in Marktnischen eingesetzt.
Ziel des Vorhabens ist die Herstellung einer neuen Dämmstoffklasse namens Sumfoam, die aufgrund der Kostenstruktur den Zugang zum breiten Markt ermöglicht. Das Produktionsverfahren ist durch kurze Zykluszeiten und einen moderaten Energieeinsatz bestimmt. Als Treibmittel wird ausschließlich CO2 verwendet, das in einem geschlossenen Kreislauf geführt wird und zu über 95 Prozent wiederverwendet werden kann. Die Herstellung ist somit ressourceneffizient und Emissionen werden weitestgehend vermieden. Auch in der Anwendung bietet Sumfoam Umweltvorteile. Aufgrund der im Vergleich zu herkömmlichen Dämmstoffen signifikant geringeren Wärmeleitfähigkeit kann die für Bauprodukte notwendige Dämmwirkung mit deutlich geringeren Volumina erzielt werden. Im Umkehrschluss lässt sich alternativ bei gleicher Schichtdicke eine erheblich höhere Isolationswirkung erreichen. Dabei eignet sich das Material beispielsweise für Putzsysteme, für eine platzsparende Wärmedämmung an neuralgischen Punkten von Gebäuden oder für nachträgliche Einblasdämmungen.
Im Rahmen der industriellen Produktionsaufnahme von Sumfoam können bei voller Auslastung knapp 10 Millionen Kilogramm CO2 jährlich eingespart werden.
Aerogele sind offenporige Festkörper mit Porengrößen im Bereich von wenigen zehn bis einigen hundert Nanometern, die eine extrem hohe spezifische innere Oberfläche (100 bis 2000 m2/g), sehr niedrige Wärmeleitfähigkeiten, hohe Schallabsorption und hohe Porositäten von bis zu 99% besitzen. Sie leisten bereits heute einen deutlichen Beitrag zur Energieeffizienz verschiedener Prozesse und können als bedeutsamer Wachstumstreiber in den unterschiedlichsten Branchen, insbesondere im Querschnitt zwischen Biotechnologie, Elektromobilität, Luft- und Raumfahrt sowie Materialentwicklung und Produktionstechnologie wirken. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines erstmalig kontinuierlichen Prozesses zur Herstellung von Aerogelen mittels überkritischer CO2-Trocknung im Technikumsmaßstab. Bei der Entwicklung des Prozesses sollen für die folgenden einzelnen Prozessschritte - Gelierung, Lösungsmittelaustausch, überkritische Trocknung und Druckentspannung auf Umgebungsdruck - kontinuierliche Verfahren gefunden und deren apparative Realisierung entwickelt werden, um den Material- und Energieeinsatz zur Herstellung von Aerogelen zu reduzieren. Anhand von Ergebnissen aus Vorversuchen soll die Konzeption des Prozesses erfolgen. Hierbei sollen Möglichkeiten zur Prozessintegration, insbesondere zwischen Gelierung, Lösungsmittelaustausch und überkritischer Trocknung erkannt und unterschiedliche Prozessvarianten erstellt und beurteilt werden. Nach der Realisierung der Anlage im Technikumsmaßstab und dem proof-of-concept sollen anhand von Parameteranalysen die Auswirkungen von Prozess- und Betriebsparametern auf die Aerogeleigenschaften und die Prozessstabilität untersucht werden. Anhand der Versuchsergebnisse und der Modellierung soll die BASF die Bewertung des Prozesses hinsichtlich Energie- und Ressourceneinsatzes, die Prüfung von Aerogelen in verschiedenen Anwendungsfeldern und die Entwicklung von Scale-up Strategien vornehmen.