Zeolithmembranen und Nanokomposite

Gruppe

Querschnitt durch eine asymmetrisch aufgebaute, keramische Membran (REM)
© Fraunhofer IKTS
Synthetisierte Zeolith (MFI)-Kristalle

Beschreibung des Fachgebiets

 

Im Mittelpunkt der Tätigkeiten der Arbeitsgruppe »Zeolithmembranen und Nanokomposite« stehen die Entwicklung und Synthese von Zeolithen, amorphen Oxiden sowie von anorganisch/organischen Kompositmaterialien und deren Abscheidung als dünne Schichten auf verschiedenen Trägern. Sol-Gel- und Polymer- und Hydrothermaltechnik sind wesentliche Syntheseverfahren. Als Auftragsmethoden werden angepasste Tauch-, Streich- und Spritzverfahren genutzt.

Ein wesentliches Anwendungsgebiet sind nanoporöse Membranen für die Flüssigfiltration, Pervaporation, Dämpfepermeation und Gastrennung. Dabei können keramische (Rohre, Flachmembranen) und polymere Träger (Folien) zum Einsatz kommen. Einzelne Membranarten können als Muster bis zum industriellen Maßstab bereitgestellt werden.

Ein weiteres Anwendungsgebiet sind die Oberflächenveredlung und –modifizierung von Betonwerkstoffen, natürlichen Baustoffen, Metallen, Polymeren und Gläsern. Es können Mustermengen zur großflächigen Versieglung von z. B. Fußböden zur Verfügung gestellt werden.

Katalytisch, adsorptiv oder antiviral wirkende Oberflächenbeschichtungen sind jüngster Gegenstand der Entwicklung.

 

Leistungsangebot

 

  • Entwicklung von Zeolithen, amorphen und kristallinen Oxiden und anorganisch/organischen Kompositmaterialien mit spezifischen Eigenschaften für Filtration, Absorption, Katalyse oder Oberflächenmodifizierung und –funktionalisierung
  • Entwicklung und Herstellung von Membranen für kundenspezifische Trennaufgaben in Flüssigfiltration, Pervaporation, Dämpfepermeation und Gastrennung
  • Entwicklung und Herstellung von Nanokompositen zur Oberflächenveredelung und Modifizierung für verschiedenste Grundwerksstoffe
  • Herstellung von Nanokompositmustern für großflächige Anwendungen

 

Bedarfsgerechte Wärmeversorgung mit Abwärme – maßgeschneiderte Adsorbenzien und Speichertechnologien für die Wärmewende

 

Im Rahmen der Energiewende nimmt die Energiespeicherung einen hohen Stellenwert ein. Die Betrachtung der Anwendungsbereiche der Energieträger zeigt, dass heute 57 % des Energieverbrauches in Deutschland im Bereich der thermischen Energie liegt (AGEB). Deswegen bedarf es stärkerer Anstrengungen um insbesondere die Wärmewende als Teil der Energiewende deutlich zu forcieren.

Das Verbundvorhaben "Bedarfsgerechte Wärmeversorgung mit Abwärme – maßgeschneiderte Adsorbenzien und Speichertechnologien für die Wärmewende" adressiert das übergeordnete Ziel, vorhandene Energiepotenziale im Bereich der Abwärme intensiver als bisher zu nutzen. Nur durch die verbesserte Speicherung von Abwärme und anschließenden Versorgung von Wärme- bzw. Prozesswärmenachfragern kann ein nachhaltiges Energiesystem aufgebaut werden.

Der Wärmespeichertechnologie kommt dabei besondere Bedeutung zu, da Rohstoffe für die bisherige Wärmeerzeugung eingespart werden können. Zusätzlich versprechen auf Abwärme basierende Bereitstellungskonzepte mit gespeicherter Wärme sowohl technische (Effizienzanhebung durch Abwärmenutzung), ökonomische (geringe Energieträgerkosten aufgrund Koppelprodukt) als auch ökologische Vorteile (Treibhausgas-Einsparung durch Abwärmenutzung). Somit können mit einer effizienten mobilen Wärmespeichertechnologie sowohl nachhaltige Energieversorgungskonzepte entwickelt werden als auch notwendige Ressourcen für die Energieerzeugung eingespart werden.

In dem Verbundvorhaben wird ein effizienter mobiler Feststoffwärmespeicher sehr hoher Speicherkapazität und ausgezeichneter Dynamik für Hochtemperaturanwendungen zur Nutzung von Abwärme aus Industrie- und KWK-Prozessen entwickelt.

Das Vorhaben wird finanziell unterstützt durch die Europäische Union.

                  

Forschung aktuell

NF-Membranen zur Reinigung von "Recycle Water"

Thema

Nanokomposite