Arbeitsgruppen

Hier finden Sie alle wichtigen Informationen zu den Aerogel Cluster Arbeitsgruppen.

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AeroFurnace

Weiterentwicklung von Hochtemperaturdämmmaterialien auf Basis von nanoporösen Kohlenstoffen.

Ziel des Projekts ist die Weiterentwicklung von Hochtemperaturdämmmaterialien auf Basis von nanoporösen Kohlenstoffen vom Labormuster hin zum skalierbaren und auf die Anwendung angepassten Werkstoff; die neuen Wärmedämmmaterialien für Endtemperaturen über 1500 °C sollen dabei (abhängig von der Endtemperatur) Faktor 2 bis 5 besser als aktuell kommerziell verfügbare Graphitfilzdämmungen sein.Das Projekt gliedert sich in drei Arbeitspakete:

  • Optimierung bestehender Materialkonzepte in Kombination mit zwei unterschiedlichen Kompositansätzen in Hinblick auf eine niedrige Enddichte und thermische Leitfähigkeit, sowie eine gute Skalierbarkeit der notwendigen Prozessschritte. Wichtiger Punkt hier ist die industrielle Umsetzung, d.h. Durchsatz, Prozessierbarkeit, evtl. auftretende Schadstoffe sollten innerhalb der MAK Grenzen liegen.
  • Erarbeitung von Konzepten zum Upscaling der Kompositsynthese und zusätzlichen nachgeschalteten Veredelungsschritten.
  • Aufbau und Bewertung eines Demonstrators. In diesem Arbeitspunkt wird ein vorhandener Hochtemperaturofen mit konventioneller Dämmung bzgl. seiner energetischen und prozesstechnischen Performance charakterisiert, um so eine Referenz für die Performance-Bewertung der neuentwickelten Kompositplatten zu schaffen. Anschließend wird der Ofen mit den neuentwickelten Kompositplatten ausgerüstet und die Charakterisierung der energetischen und prozesstechnischen Performance wiederholt.

AeroKonti

Entwicklung eines kontinuierlichen Prozesses zur Herstellung von Aerogelen zur Steigerung der Energieeffizienz.

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 Druckentstrongnung 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 durch die TUHH untersucht werden. Im Folgenden soll durch die TUHH anhand der Versuchsergebnisse und der Modellierung des Prozesses eine Optimierung des Energiebedarfs und, in Zusammenarbeit mit der BASF, die Entwicklung von Scale-up Strategien erfolgen. Zuletzt soll die BASF die Bewertung des Prozesses hinsichtlich Energie-und Ressourceneinsatzes und die Prüfung von Aerogelen in verschiedenen Anwendungsfeldern vornehmen.


AeroPROCast

Verhinderung von kostspieligen Gussfehlern durch Aerogelzusatz.

Im Gieß-Prozess können Gussfehler entstehen, die zu einer aufwändigen Nachbearbeitung oder sogar zum Ausschuss der Bauteile führen kann. Durch den Zusatz geringer Mengen an Aerogelen zum Kernsand-Binder-Gemisch lassen sich viele Gussfehler vermeiden. Durch diese am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelte Methode reduziert sich der Gussteil-Ausschuss, was zur Steigerung der energetischen Effizienz führt. Erste Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen der Bosch Rexroth AG spiegeln dies wieder.Es sollen Routinen zur technischen Herstellung von Aerogelen aus den bekannten Laborroutinen entwickelt werden. Diese werden in den technischen Maßstab übertragen. Die Ergebnisse aus diesen Versuchen sind entscheidend und bieten die Grundlage für eine schnelle Umsetzung zur Aerogel-Produktion.

NAFT

Herstellung von Gelen und Aerogelen aus Edelmetallnanopartikeln welche für das Tintenstrahldruck-Verfahren geeignet sind.

Übergeordnetes Ziel des Projektes NAFT ist die Herstellung von Gelen und Aerogelen aus Edelmetallnanopartikeln, die für das Tintenstrahldruck-Verfahren geeignet sind. Dabei sollen durch die Verwendung von feinsten kolloidalen Nanopartikeln höchstporöse, vernetzte, dünne Schichten realisiert werden, welche als Katalysatoren, Elektrokatalysatoren oder elektrochemische Sensoren eingesetzt werden können. Die Expertise der TU Dresden in Schlüsselherstellungstechnologien und die verfahrenstechnische Infrastruktur der Plasmachem GmbH bilden darüber hinaus die technologischen Voraussetzungen, um eine Immobilisierung der Dünnschicht-Aerogele auf beschichteten Oberflächen zu erreichen und damit eine sichere Kontaktierung zu ermöglichen.Der Fokus des NAFT-Vorhabens liegt auf der energie- und ressourcenschonenden Nutzung von Edelmetallen als hocheffektive (Elektro-) Katalysatoren und Sensoren mit maximal hoher spezifischer Oberfläche und damit mit minimal möglichem Edelmetalleinsatz. Im Hinblick auf den Aspekt der Energieeffizienz steht das relativ einfache, kosteneffiziente und weitanwendbare Tintendruckherstellungsverfahren im Vordergrund.