01.07.2010

Ticona GmbH

Nachhaltigkeit fördern – Zukunft sichern

Düsseldorf/Deutschland, 16. Juni 2010 - Globale Erwärmung, Umweltverschmutzung, Rohstoffverknappung - das 21. ist das Jahrhundert der globalen Herausforderungen. "Nachhaltige Technologien" lautet der Weg, den drängenden Problemen durch technologischen Fortschritt zu begegnen. Dabei geht es um neuartige Mobilitätskonzepte, effizientere Formen der Energiegewinnung oder die Einsparung von Rohstoffen und Energie. Oftmals leisten dazu technische Hochleistungskunst­stoffe einen entscheidenden Beitrag.



Ein Wirtschaftsbereich, in dem besonders intensiv nach ressourcen- und umweltschonenden Technologien geforscht wird, ist der Auto­mobilbau. Die Strategien zur CO2-Reduzierung im motorisierten Individualverkehr sind dabei sehr unterschiedlich. Dazu zählen die Effizienzsteigerung von Motoren, der Ersatz fossiler durch CO2-neutrale, nachwachsende Brennstoffe, Hybridantriebe verschieden­ster Art oder der vollständige Verzicht auf Verbrennungsmotoren durch Einsatz reiner Elektromotoren. Neben effizienterer Antriebs­technologie spielt auch die Gewichtsreduktion eine entscheidende Rolle. Leichtere Fahrzeuge kommen mit weniger Energie aus und machen manche Technologie, wie etwa den Elektromotor, erst praktikabel.



Beispiel 1: Größere Reichweite von Elektrofahrzeugen

Wie innovative Kunststoffe an der Entwicklung nachhaltiger Automobiltechnologien beteiligt sind, zeigt das Konzeptfahrzeug "UC?" des schweizerischen Autoentwicklers Rinspeed. Wie alle reinen Elektroautos hat auch dieses mit einem grundlegenden Dilemma der Elektromobilität zu kämpfen: die geringe Reichweite. Das dem Fiat 500 nachempfundene kleine Elektroauto für zwei Personen ist vergleichsweise schwer. Der Elektroantrieb kommt zwar ohne Getriebe, Kupplung, Lichtmaschine und Treibstofftank aus, dafür fällt der Akku sehr stark ins Gewicht. Dessen Kapazität pro Kilogramm liegt deutlich unter der eines marktüblichen Ver­brennungsmotors. Dass der "Urban Commuter" ("Stadtpendler") mit einer Akkuladung dennoch 120 Kilometer weit fährt, haben die Entwickler mithilfe leichter Bauteile erreicht. Im UC? sorgt eine Sandwichplatte aus Celstran® LFT mit einem Polypropylen-Wa­benkern im Kofferraum für mehr Stabilität und weniger Gewicht. Auch unter der Motorhaube findet sich der langfaserverstärkte Thermoplast (LFT) von Ticona in der Trägerstruktur für den Akkumulator. Dort geht es um sicheren Halt der schweren Batterie bei möglichst wenig Eigengewicht. Zudem dürfen höhere Tempera­turen so nahe am Motor nicht die geforderten Eigenschaften des Kunststoffs beeinträchtigen. Mehr zum Rinspeed UC? auf www.rinspeed.com.



Beispiel 2: Brennstoffzellen für vielfältige Einsätze

Höherer Wirkungsgrad bei geringen Emissionen - das zeichnet die Brennstoffzellentechnologie im Vergleich zu Verbrennungsmotoren aus. Die Automobilindustrie testet sie daher als mobile Form der Energiegewinnung in vielen Prototypen. Und auch hier kommen Polymere von Ticona bereits zum Einsatz. Etabliert hat sich die Brennstoffzelle, die schon in den 1960er-Jahren in der Raumfahrt genutzt wurde, für die netzunabhängige Stromversorgung tech­nischer Geräte bis hin zu Gebäuden wie Krankenhäuser oder sogar kleinere Ortschaften. Beim stationären Einsatz wird in der Regel eine Brennstoffzelle für jede einzelne Anwendung angepasst und eingebaut. Das Zentrum für Brennstoffzellen Technik (ZBT) aus Duisburg hat jedoch erstmals ein modulares Brennstoffzellensystem entwickelt, das diesen Aufwand vermeidet. Mit dem in der Größe genormten Modul lassen sich verschiedenste Geräte in Industrie, Forschung und Entwicklung emissionsarm mit Strom versorgen.



Und auch hier tragen technische Kunststoffe von Ticona wesentlich zur Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit bei. Sie widerstehen den aggressiven Medien, die in der Brennstoffzelle wirken, insbeson­dere Wasserstoff oder kohlendioxidhaltiges Reformatgas. Aufgrund ihrer hohen Reinheit und den Verzicht auf spezielle Zusatztoffe ist ausgeschlossen, dass Additive die Medien in der Brennstoffzelle verunreinigen. Die Hochleistungspolymere sind korrosionsbeständig und bleiben selbst bei Temperaturen bis 240 °C formstabil. Polymere von Ticona kommen daher auch im Brenn­stoffzellen-Modul des ZBT zum Einsatz, etwa im sogenannten Stack. Der aus mehreren Zellen zusammengeschaltete "Stapel" bildet das Herzstück der Techno­logie. Darin dient zum Beispiel das Polyphenylensulfid Fortron® PPS als Matrix für die Bipolarplatten, den Elektroden der Brennstoff­zelle. Das Hochleistungspolymer ersetzt herkömmliche Materialien wie goldbeschichteten Edelstahl, Aluminium, Graphit oder Duroplast-Graphit-Mischungen. Das spart nicht nur Gewicht, sondern auch Kosten. Denn die Bipolarplatten, die im Spritzguss-Verfahren hergestellt werden, lassen sich schneller produzieren und müssen nicht aufwendig nachbearbeitet werden. Auch die zur mechanischen Kompression des Stapels benötigten Endplatten sind aus verstärktem PPS. Andere Bauteile bestehen aus Polyoxymethylen Hostaform® POM, beispielsweise die zur thermischen und elektrischen Isolierung notwendigen Isolationsplatten oder die in den Endplatten eingelassenen Gasanschlüsse.



Beispiel 3: Composites für Erdöl- oder Ergasleitungen

Fossile Brennstoffe werden in den nächsten Jahrzehnten als Energielieferanten an erster Stelle stehen. Sie werden allerdings nur dann einen Beitrag zum zukünftigen Energiemix leisten können, wenn ihre Gewinnung wirtschaftlich und sicher ist. Ölkatastrophen, wie aktuell im Golf von Mexiko, verdeutlichen dies auf dramatische Weise. Und auch zu einer effizienten und umweltverträglichen Förderung fossiler Energieträger leisten technische Kunststoffe einen bedeutenden Beitrag. Zum Beispiel die flexiblen Rohr­leitungssysteme des Herstellers Airborne aus Celstran® Composites. Anstelle von Metallen und Metalllegierungen eignen sich die aus Tapes gefertigte Rohre als Feld-, Druck- und Unterwasserleitungen.



500 Meter Pipelines pro Stunde lassen sich mit diesen Composite-Rohren von der Rolle verlegen, und das selbst in schwierigem Gelände oder unter extremen klimatischen Bedingungen. Verlege­leistung, geringeren Wartungskosten und hohe Lebensdauer bedeutet für die öl- und gasfördernde Industrie eine hohe wirtschaft­liche Effizienz. Die Leitungen von Airborne weisen bei geringem Gewicht eine hohe mechanische und chemische Belastbarkeit auf, gleichzeitig sind sie sehr gut gegen Korrosion, Alterung und Permeation gewappnet. Außerdem sind die Celstran Tapes umweltfreundlich bei der Herstellung und Verarbeitung.



Beispiel 4: Energiesparen in Gebäuden

Nicht nur bei Fahrzeugen oder technischen Geräten lässt sich Energie und damit CO2 einsparen. Große Einsparpotenziale bieten sich auch bei der Gebäudetechnik, zum Beispiel in der Warm­wasserversorgung. Angetrieben von strengeren gesetzlichen Auflagen sind auch hier innovative Technologien und Werkstoffe gefragt. Der deutsche Markt macht es vor: Seit Inkrafttreten der neuen Energieeinsparverordnung (EnEv 2009) im Oktober 2009 müssen Zirkula­tionspumpen beim Einbau in Warmwasseranlagen in Gebäuden mit selbsttätig wirkenden Einrichtungen zur Ein- und Ausschaltung ausgestattet werden oder einen geschlossenen Regelkreis haben. Hinter dem Begriff "Warmwasseranlagen" verbergen sich Heizungs- und Warmwasserkreisläufe unter­schiedlichster Art, angefangen von konventionellen Gas- und Ölheizungen bis hin zu modernen solarthermischen oder geother­mischen Anlagen.



Der anspruchsvolle Einsatz in solchen Wasserkreisläufen stellt für technische Kunststoffe wie Fortron® PPS von Ticona keine Hürde dar. Das für Trinkwasseranwendungen zugelassene Polyphenylen­sulfid ersetzt Messing oder andere Gusswerkstoffe. Aufgrund seiner ausgezeichneten chemischen und thermischen Eigenschaften hält das Polymer Beanspruchungen durch Druck, mechanischen oder chemischen Belastungen oder hohen Temperaturen stand. Wirtschaftlich ist es der metallischen Konkurrenz überlegen. Die Fertigung zum Beispiel im Spritzguss geschieht in einem Schritt und spart im Vergleich zu Messing Energie und Kosten bei der Produktion.



Advanced Engineered Materials ermöglichen technischen Fortschritt

Technische Kunststoffe haben auf vielfältige Weise Anteil an nachhaltigen Technologien. Dabei sind sie nicht nur ein ökonomischer Ersatz für andere Werkstoffe. Aufgrund ihrer sehr spezifischen Eigenschaften machen sie bestimmte Fortschritte erst möglich. Mit seinen technischen Hochleistungswerkstoffen (Advanced Engineered Materials) arbeitet Ticona mit an der Entwicklung des technologischen Fortschritts, um neue Segmente für seine Kunden zu erschließen und die drängenden globalen Umweltprobleme zu lösen.