Die SGL verfolgt im Rahmen des Projekts HEMkoop drei aufeinander aufbauende Ansätze: 1) Unterstützung der Partner durch die Herstellung und Bereitstellung von Graphit für Referenzelektroden, sowie von einem kompositähnlichen Material für die Prozessevaluierung, 2) Die grundsätzliche Optimierung und Auswahl eines Kohlenstoff/Silizium-Komposits als HE-Anodenmaterial unter Berücksichtigung der gewonnenen Erkenntnisse über Material zu Binder-, Elektrolyt- und Separatorwechselwirkung im Labormaßstab, 3) Eine skalierbare Herstellung im Pilotmaßstab für ein ausgewähltes C/Si-Material. Kombiniert mit der auf das Material abgestimmten Elektrodenprozessierung auf Basis des innovativen Extrusionsverfahrens, verspricht sich die SGL einen effektiven Kenntnisgewinn für die weitere Materialentwicklung und die zukünftige Vermarkung der Anodenmaterialien.
Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung einer geschlossenen Wertschöpfungskette (Herstellung - Planung - Bau - Betrieb - Recycling) für duroplastische Phenol-Hartschäume zur Nutzung des sehr hohen Werkstoffpotenzials im Anwendungsbereich des energieoptimierten Bauens. Es soll das Potenzial der Hartschäume auf Phenolbasis aus ökonomischer und ökologischer Sicht als alternativer Wärmeisolierungswerkstoff, durch Erarbeitung und Bereitstellung einer gesicherten Wissensgrundlage zur werkstoff- und verarbeitungsgerechten Anwendung, aufgezeigt und genutzt werden. Dies ermöglicht die Substitution von bereits bestehenden, durch ein geringeres Werkstoffpotenzial gekennzeichneten, Systemen aus thermoplastischen (EPS/XPS) und anorganischen Schäumen (Glasfoam) sowie Mineralwolle. Das Ziel besteht in der Entwicklung von einem physikalisch aufschäumenden Phenolharz für die Extrusionsverarbeitung und einem chemisch aufschäumenden Phenolharz für die Spritzgussverarbeitung. Unter anderem sollen die neuen Werkstoffsysteme zur Erhöhung Lagerfähigkeit und Verbesserung des Werkstoffhandlings durch Wahl eines fremdhärtenden und festen Werkstoffsystems besitzen. Des Weiteren sollen nichttoxischen Treibmitteln und nachwachsende Rohstoffe als Aromaten für das Phenol eingesetzt werden. Weiterhin ist das Ermöglichen eines teilstofflichen Recyclings als Untersuchungsziel zu definieren.
Ziel ist die wirtschaftliche, kostengünstige und effiziente Fertigung von tubulären Membranen und tubulären MEE. Parallel zu Versuchen am DWI sollen aussichtsreiche Polymermaterialien der Firma Fumatech für Extrusionsversuche bei Uniwell eingesetzt werden um vorerst eine tubuläre Membran, später eine MEE darzustellen. Grundsätzlich basiert das Teilvorhaben auf der Optimierung der Verarbeitungseigenschaften von Fumatech-Materialien, mit dem Ziel einer reibungslosen Extrusion einer tubulären Membran niedriger Wandstärke. Dies soll durch Anpassung der Fertigungsparameter, der Werkzeug und Maschinenkonstruktion erreicht werden. Darauf aufbauend soll eine Extrusionslinie zur Herstellung von tubulären MEEs durch Inline-Zusammenführung von Membran und Elektrode realisiert werden. Das Teilvorhaben muss einerseits Grundversuche, aber auch den Aspekt einer umfassenden Markteinführung tubulärer Systeme hoher wirtschaftlicher Effizienz zulassen. Nur so ist es später möglich ein konkurrenzfähiges Preissegment darzustellen. Nach Festlegung des Fertigungsverfahrens, der konstruktiven Auslegung der Maschinen und Konstruktion der benötigten Werkzeuge werden grundlegende Fertigungsparameter bestimmt und festgelegt und darauffolgend die Versuchsfertigung gestartet. Darauf aufbauend wird das Fertigungsverfahren für tubuläre MEE entwickelt und eine Fertigungslinie zur Produktion unter Erhöhung der wirtsch. Effizienz für die praktische Umsetzung der MEE in einem Produktionsschritt konstruiert.
Der Markt für den Wertstoff Altgummi hat bisher noch eine Nischenposition. Allein für die in Deutschland anfallenden mehr als 600.000 Tonnen Altreifen sind noch keine ausreichenden stofflichen Verwertungsmöglichkeiten aufzeigbar. Das impliziert einen Entwicklungs- und Forschungsbedarf für Verarbeitungstechnologien und Anwendungen, d.h. Produktentwicklungen auf Basis von Altgummi. Innerhalb des Vorhabens werden neue Anwendungen für die stoffliche Verwertung von Altgummi in Form von aufbereitetem Gummigranulat erarbeitet. Dabei wurden die Kombinationen der Eigenschaften, die kein anderer Werkstoff in dieser Art aufweist, genutzt. Wesentlich sind eine bleibende Elastizität über einen weiten Temperaturbereich, Unempfindlichkeit gegen zahlreiche aggressive Medien, Flexibilität und Schmiegsamkeit bei hoher Verschleißfestigkeit. Diese Eigenschaften werden kombiniert mit einem Bindemittel auf biopolymerer Basis (Getreide, insbesondere Roggen), dass eine problemlose Anwendung (Zubereitung, Verarbeitbarkeit) und Entsorgung (Verarbeitungsreste, Recycling) der Verbundwerkstoffe nach Nutzung zulässt. Die konzipierten Produkte (Werkstoffe für den Baubereich, Formkörper) entsprechen so im Handling und dem Entsorgungsprinzip dem gesteigerten Bedürfnis der Konsumenten nach umweltschonenden Produkten und Materialien, die auch unter dem gesundheitlichen Aspekt während der Verarbeitung und Nutzung (z.B. Lösungsmittel, Konservierungsstoffe) Vorteile gegenüber konventionellen Produkten aufweisen. Folgende konkrete Werkstoffentwicklungen konnten realisiert werden: 1) Schalldämmender Ausgleichsestrich; 2) Gummizusatz zu thermoplastisch verformbarem Granulat (Bioplastic); 3) Granulat als Zusatz zur Bitumenherstellung zur Verbesserung der Fließfähigkeit.
In einem vorangegangenen Forschungsvorhaben war im Labormassstab ein Adsorptionsmittel zur Entfaerbung von Faerbereiabwaesser durch Modifizierung von PA-Abfall aus der Chemiefaser oder Kunststoffindustrie hergestellt und untersucht worden. Das Forschungsziel bestand in der Ueberfuehrung der Abbau- und Modifizierungsreaktion des PA auf einem handelsueblichen Extruder, um durch reaktive Extrusion den Adsorptivreiniger kontinuierlich herzustellen. Die reaktive Extrusion des Polyamids mit Diaminoalkanverbindungen ist gelungen. Nachteilig wirkt sich die Fluechtigkeit des Diamins aus, wodurch keine quantitative Umsetzung erhalten wurde. Im Ergebnis ist die Aufarbeitung von Polyamidabfaellen im Extruder moeglich, wobei ein Produkt entsteht, das zur Reinigung von Faerbereiabwaesser einsetzbar ist und somit in doppelter Hinsicht zum Schutz der Umwelt beitraegt.
Vorhabensziel: Es soll eine Extrusionslinie für die Herstellung gewellter Rohre entwickelt, hergestellt und bewertet werden, bei der im Vergleich zu einer nach derzeitigem Stand der Technik bereits optimierten Anlage eine weitere Energieeinsparung von 25Prozent erzielt werden kann. Hierzu werden alle Komponenten der gesamten Linie ausgehend vom Extruder mit seiner Materialzuführung bis zum Ablängen des fertigen Produkts ganzheitlich betrachtet. Schwerpunkte der Neu- und Weiterentwicklung sind: - energieeffiziente und rationelle Heizung, Kühlung, Isolation und Wärmerückgewinnung - Einsatz innovativer Werkstoffe und Konstruktionen - Entwicklung und Einsatz hocheffizienter Antriebskomponenten an Extruder und Corrugator - die Untersuchung des Prozesses und des Materialeinflusses auf den Energieverbrauchs - sowie die energetische Prozessdatenerfassung und Prozessmodellierung. Vor allem die ganzheitliche Betrachtungsweise über die Grenzen der Entwicklungspartner hinweg, ergeben Synergien, die dem einzelnen Partner alleine nicht möglich sind. Nach einer Alle Bestandteile der Linie hinter dem Extruder werden hinsichtlich ihres Energiebedarfs optimiert. Der Schwerpunkt der Maincor AG liegt hierbei in der energetischen Optimierung der Corrugators sowie der Rohrkühlung. Dies beinhaltet die Verwendung von energetisch optimierten Bauteilen, Antrieben, Vakuumpumpen, Pumpen sowie besser gedämmten Vorrichtungen. Zudem werden alle selbst konstruierten Teile energetisch optimiert und durchdacht.
Vorhabensziel: Ziel des Vorhabens ist die Herstellung von Werkstoffen hoher thermoelektrischer Effizienz aus ungiftigen Magnesium-Zinn-Siliziden. Für die Anwendung in der Automobilindustrie stehen dabei problemlos hochskalierbare sowie kostengünstige Verfahren wie die der Schmelzmetallurgie und des Gießens sowie des Strangpressens im Fokus. Am Projektende soll eine Entscheidungsmatrix erarbeitet worden sein, die die angewandten Herstellverfahren mit der Effizienz der damit gewonnenen thermoelektrischen Werkstoffe in Relation setzt. Arbeitsplanung: Für die schmelzmetallurgische Darstellung werden ausgewählte Tiegelmaterialien und Abdecksalze verwendet. Die Gefügebeeinflussung geschieht durch zusätzliche Legierungselemente und durch die Einstellung unterschiedlicher Abkühlraten. Die so erhaltenen Materialien werden hinsichtlich ihrer thermoelektrischen Eigenschaften charakterisiert und eingeordnet. Nach Einstellung einer reproduzierbaren Synthesemethode soll in Zusammenarbeit mit den Kooperationspartnern eine Betriebsversuch im Technikumsmaßstab erfolgen. Die Weiterverarbeitung erfolgt dann durch Koextrusion mittels Indirektstrangpressen zur Darstellung der gewünschten Geometrien und zur Vermeidung von Zerspanungsverlusten.
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