Wärmespeicherung ist eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Latentwärmespeicherung ist eine Art der Wärmespeicherung, bei der Phasenwechselmaterialien (engl. Phase Change Materials, PCM) mit einer vgl. hohen Speicherkapazität bei kleinen Temperaturänderungen eingesetzt werden. Um Latentwärmespeicher wirtschaftlich zu betreiben, ist eine hohe Zahl an Lade- und Entladezyklen über die Einsatzdauer der Speicher notwendig. Aus diesem Grund ist die langfristige thermische Zyklenstabilität der PCM sicherzustellen. Für den Transport moderner Medikamente werden in den Temperaturbereichen von 2 bis 8 °C und 15 bis 25 °C u.a. Transportboxen mit PCM aus Paraffinen verwendet. Paraffine werden aus Rohöl gewonnen und sind daher ein begrenzter Rohstoff mit variabler Versorgungssicherheit. Im vorliegenden Projekt sollen daher neue umweltschonendere und möglichst zyklenstabile PCM auf Salz(hydrat)basis für temperaturgeführte Transporte gefunden und weiterentwickelt werden. Wegen der Temperaturbereiche sind die PCM ebenfalls interessant für den stationären Einsatz in Gebäuden und Quartieren, u.a. zur Lastverschiebung. Bei wiederholtem Schmelzen und Kristallisieren von PCM bzw. PCM-Mischungen kann Separation stattfinden, was zu Funktionseinschränkungen von Latentwärmespeichern führt. Um die Betriebssicherheit von Latentwärmespeichern zu erhöhen, soll im Projektverlauf das grundlegende Verständnis der Separation von PCM verbessert werden. Darauf aufbauend werden Möglichkeiten zur Charakterisierung und zielgerichtete Methoden zur Vermeidung von Separation entwickelt. Dadurch soll der breitere Einsatz von Latentwärmespeichern gefördert werden.
Zielsetzung:
In diesem Forschungsvorhaben soll ein neuartiges, recyceltes Aktivmaterial aus einer Stahllegierung für elektrische Maschinen (EMn) mithilfe eines innovativen, nachhaltigen Herstellungsverfahrens entwickelt werden. Die Grundidee des Projekts besteht darin, eine Recyclingroute für Blechpakete aus ausgemusterten Statoren und Rotoren von EMn sowie für den bei der Herstellung neuer Blechpakete anfallenden Blechschrott zu etablieren. Diese neue Recyclingroute zeichnet sich dadurch aus, dass die für neue EMn benötigten Statoren und Rotoren durch das Verpressen von Metallspänen hergestellt werden – anstelle des üblichen Weges über Verschrottung, Einschmelzen, Stranggießen sowie anschließendes Warm- und Kaltwalzen. Die Antragsteller verfolgen das Konzept, sämtlichen Schrott zu zerkleinern, die entstehenden Späne chemisch zu beschichten und anschließend durch ein Umformverfahren in die finale Geometrie von Stator- und/oder Rotorbauteilen zu verpressen. Das gepresste Bauteil kann dann als Aktivmaterial oder als Teil davon, z.?B. in einem EM oder in Transformatoren, eingesetzt werden.
Fazit:
Das gepresste Bauteil kann anschließend als Aktivmaterial oder als Teil davon verwendet werden, z.?B. in einer elektrischen Maschine (EM) oder in Transformatoren. Der daraus resultierende neuartige Werkstoff „Compacted Chip Magnetic Composite“ (CCMC) besteht aus recycelten, isolierten Blechspänen und ähnelt damit den heute bekannten weichmagnetischen Pulververbundwerkstoffen (SMC – Soft Magnetic Composites). Zur Validierung dieser Idee wird der Einfluss verschiedener Spangeometrien, deren Isolierung sowie weiterer Prozess- und Systemparameter im Herstellungsprozess untersucht. Die Ergebnisse dieser Forschung sollen dazu beitragen, den Einsatz von recyceltem Blechschrott in der Elektromobilität und anderen Anwendungen (z.?B. Transformatoren und/oder andere elektrische Maschinen zur Magnetfeldinduktion) zu verbessern und die Nachhaltigkeit von EMn zu erhöhen. Gelingt es, den Energiebedarf für das Recycling von EMn deutlich zu senken, kann dies einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks zukünftiger elektrischer Maschinen leisten. Die in den Kreislauf zurückgeführten Motorkomponenten helfen dabei, den Verbrauch nicht erneuerbarer Rohstoffe sowie den Energiebedarf, die CO2-Emissionen und den Wasserverbrauch zu verringern.
Wärmespeicherung ist eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Latentwärmespeicherung ist eine Art der Wärmespeicherung, bei der Phasenwechselmaterialien (engl. Phase Change Materials, PCM) mit einer vgl. hohen Speicherkapazität bei kleinen Temperaturänderungen eingesetzt werden. Um Latentwärmespeicher wirtschaftlich zu betreiben, ist eine hohe Zahl an Lade- und Entladezyklen über die Einsatzdauer der Speicher notwendig. Aus diesem Grund ist die langfristige thermische Zyklenstabilität der PCM sicherzustellen. Für den Transport moderner Medikamente werden in den Temperaturbereichen von 2 bis 8 °C und 15 bis 25 °C u.a. Transportboxen mit PCM aus Paraffinen verwendet. Paraffine werden aus Rohöl gewonnen und sind daher ein begrenzter Rohstoff mit variabler Versorgungssicherheit. Im vorliegenden Projekt sollen daher neue umweltschonendere und möglichst zyklenstabile PCM auf Salz(hydrat)basis für temperaturgeführte Transporte gefunden und weiterentwickelt werden. Wegen der Temperaturbereiche sind die PCM ebenfalls interessant für den stationären Einsatz in Gebäuden und Quartieren, u.a. zur Lastverschiebung. Bei wiederholtem Schmelzen und Kristallisieren von PCM bzw. PCM-Mischungen kann Separation stattfinden, was zu Funktionseinschränkungen von Latentwärmespeichern führt. Um die Betriebssicherheit von Latentwärmespeichern zu erhöhen, soll im Projektverlauf das grundlegende Verständnis der Separation von PCM verbessert werden. Darauf aufbauend werden Möglichkeiten zur Charakterisierung und zielgerichtete Methoden zur Vermeidung von Separation entwickelt. Dadurch soll der breitere Einsatz von Latentwärmespeichern gefördert werden.
Zielsetzung:
Aufgrund aktueller umwelt- und gesundheitspolitischer Erfordernisse ist die Reduzierung von Energie und die völlige Vermeidung von Mikroplastik bei gleichzeitiger, nachhaltiger Verbesserung wirtschaftlich-technologischer sowie umweltschonender Aspekte, ein zentrales Anliegen von Lackrohstoffanbietern, Lackherstellern und industriellen Lackanwendern. Eine in Frage kommende Technologie zur Beschichtung von industrienahen Produkten ist die Pulverlackapplikation.
Aus diesen Gründen haben sich die Projektpartner iLF Magdeburg GmbH, Ganzlin Beschichtungspulver GmbH und die Otto-von-Guericke Universität Magdeburg das ehrgeizige Ziel gesteckt, eine biologisch abbaubare Beschichtung als Pulverlack zu entwickeln und den Eintrag von nicht abbaubaren Partikeln aus Kunststoffen während und nach der Nutzung der beschichteten Bauteile zu verhindern.
Es werden verschiedene Arten der Biokunststoffe unterschieden. Dabei existieren neben den biologisch abbaubaren Kunststoffen aus nachwachsenden und fossilen Rohstoffen auch biologisch nicht abbaubare Biokunststoffe. Im Rahmen des hier beschriebenen Vorhabens wird der Fokus auf die biologisch abbaubaren Kunststoffe gelegt. Dabei sollen im Wesentlichen zwei Pfade verfolgt werden: die PLA-Route und die Polyester-Route. In beiden Fällen sollen den Matrixmaterialien (PLA und Polyester) natürliche, regional verfügbare Füll- und Farbstoffe zugesetzt werden. Als Füllstoffmaterialien kommen dabei Cellulose, Maismehl oder Lignin in Frage. Die Farbgebung soll zunächst in 3 Farbtönen durch Verwendung natürlicher Farbstoffe wie Karotin, Rote Beete oder Ruß erfolgen.
Zusätzlich verfolgen die Projektpartner das Ziel, möglichst niedrige Verarbeitungstemperaturen zu erreichen, um in Zeiten massiv steigender Energiekosten wirtschaftlich und umweltschonend produzieren zu können. Weiterhin sollen möglichst alle Rohstoffe aus Europa stammen, um den gesamten Produktlebenszyklus nachhaltig zu gestalten.
Das Projektkonsortium stellt sicher, dass eine Charakterisierung der Ausgangsmaterialien und der erhaltenen Beschichtungen mit modernsten Methoden der Bildgebung und Analytik kombiniert werden mit Know-How und Methoden im Bereich der Oberflächenprüftechnik und der industriellen Entwicklung und Herstellung von Pulverlacken. Die Projektpartner haben in Ihrer langjährigen erfolgreichen Kooperation bereits mehrfach Produktinnovationen hervorgebracht und verfügen über die dafür notwendige Expertise.