Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

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22.09.2016

Bipolarplatten aus elektrisch leitfähigem Kunststoff

Fraunhofer UMSICHT entwickelt neuartige flexible Bipolarplatten auf Kunststoffbasis für den Einsatz in Brennstoffzellen. Diese und weitere Highlights aus der Biokunststoffforschung gibt es vom 19. bis 25. Oktober auf der »K 2016« zu sehen.

Viele der in Brennstoffzellen eingesetzten Materialien sind sehr teuer in der Herstellung, was sich im hohen Preis für das Endprodukt widerspiegelt. Hierzu zählen auch Bipolarplatten, die zur elektrischen Verbindung in Reihe geschalteter elektro-chemischer Zellen dienen (Elektrode). Fraunhofer UMSICHT hat Bipolarplatten entwickelt, die weitaus günstiger sind als die bisher verwendeten und über einzigartige Materialeigenschaften verfügen.
Das hochleitfähige Material besteht aus Graphit und Ruß sowie einem Anteil Thermoplast. Durch den Zusatz dieses Kunststoffs sind die Platten hochflexibel, weniger bruchempfindlich und mit dem Basismaterial des Trägers verschweißbar. »Dadurch entfallen Dichtflächen, es kann kompakter gebaut werden, und die teuren Stackmaterialien werden deutlich effizienter genutzt«, erklärt Lukas Kopietz, Abteilung Chemische Energiespeicher bei Fraunhofer UMSICHT. Der Forscher betont, dass die Bipolarplatten nicht nur mechanischen stabil, sondern auch gasdicht und chemisch resistent sind.

Neben Brennstoffzellen gibt es weitere Einsatzgebiete etwa in Flow-Batterien oder als Heizelement in Widerstandsheizungen. Auch im Bereich selbstschmierende Lager können sich künftig Anwendungsmöglichkeiten ergeben.

Fraunhofer UMSICHT auf der K 2016

Als Partner von kleinen und mittelständischen Firmen bis hin zur Großindustrie, gehören zu den Spezialitäten von Fraunhofer UMSICHT des Weiteren Materialentwicklungen biobasierter und rezyklatbasierter Kunststoffe. Das Forschungsinstitut steht für Produkt- und Verfahrensentwicklungen, Musterproduktion und additive Fertigung von bzw. mit Kunststoffen. Die Expertise umfasst zudem Hochdruck- und Beschichtungstechnik. Eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung rundet das Portfolio ab.

 

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05.07.2016

Neueröffnung: Zerkleinerungstechnikum mit erweiterten Funktionen

Seit über 15 Jahren betreibt Fraunhofer UMSICHT Forschung und Entwicklung im Bereich der Pulverherstellung mittels kryogener Mahlung für verschiedenste Anwendungen. Das Zerkleinerungstechnikum ist nun umgebaut und neu in Betrieb genommen worden - mit erweiterten Funktionen für den Kunden.

Im Zerkleinerungstechnikum stehen Materialien wie Thermoplaste, Elastomere, Duromere, Naturstoffe, Wachse, Minieralien und Metalle (bis Mohs-Härte 4) im Mittelpunkt. Das Team von Fraunhofer UMSICHT untersucht ihre Verarbeitungsfähigkeit ganz individuell nach Kundenwünschen. Das Entwicklungsangebot erstreckt sich von der kryogenen Zerkleinerung über die Pulvercharakterisierung, Klassierung in die Wunschfraktionen bis hin zu Anwendungstests in Form von Beschichtungsversuchen, Compoundierung oder selektivem Lasersintern (SLS).  Neu ist nun, dass auch Kleinmengen ab fünf Kilogramm auf Anlagen im Industriemaßstab verarbeitet werden können.

Von der Machbarkeitsstudie bis zur ersten Musterproduktion

»Bei uns stehen die Kundenzufriedenheit, die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sowie die Reinheit der erzeugten Pulver an erster Stelle. Wir sind sehr flexibel mit unserer Technologie und können so auf individuelle Kundenwünsche eingehen. Außerdem begleiten wir den Kunden von seiner ersten Fragestellung bis hin zum marktreifen Produkt«, erklärt Katrin Braesch, Abteilung Materialsysteme und Hochdrucktechnik. Daher zählt das Team ebenso Machbarkeitsstudien zur Zerkleinerbarkeit von Materialien bis hin zur Parameteroptimierung von Musterproduktionen zu ihren Aufgaben.

Vorteile der Mahlanlage

Als Prozessmittel zur kryogenen Zerkleinerung kommt flüssiger Stickstoff (LN2) zum Einsatz, so dass auch temperatursensible Materialien zerkleinert werden können. Die Größe der Pulverpartikel ist abhängig vom Material. Partikelgrößen kleiner als 100 Mikrometer sind für viele Materialien möglich. Das Zerkleinerungstechnikum kann Kleinmengen ab fünf Kilogramm bis hin zu zwei Tonnen bei einer Geschwindigkeit von 200 Kilogramm pro Stunde verarbeiten. Kunden können die Versuche vor Ort begleiten. Die umfangreiche Labor- und Analytikausstattung von Fraunhofer UMSICHT ermöglicht es, dass das erstellte Pulver und die Produkte kundenspezifisch charakterisiert werden können.

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Als Vorreiter für technische Neuerungen in den Bereichen Energie, Prozesse und Produkte bringt Fraunhofer UMSICHT nachhaltiges Wirtschaften, umweltschonende Technologien und innovatives Verhalten voran. Wir sind ein starker Partner für kleine und mittelständische Firmen bis hin zur Großindustrie. Zu unseren Angeboten gehören Materialentwicklungen biobasierter, rezyklatbasierter sowie elektrisch leitfähiger Kunststoffe. Wir stehen für Produkt- und Verfahrensentwicklungen, additive Fertigung und Musterproduktion von bzw. mit Kunststoffen. Unsere Expertise umfasst zudem Polymerimprägnierung und Beschichtungstechnik sowie die Anwendungen von Kunststoffen in Stromspeichertechnologien. Umfassende Nachhaltigkeitsbewertungen runden unser Portfolio ab.

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