Neues zur Keramik

Auf dem Campus der Technischen Universität Bergakademie Freiberg wird seit 1765 an der Gewinnung, Verarbeitung, Veredlung und Wiederverwendung von Rohstoffen und Materialien geforscht. Auch bei der Professur Keramik unter der Leitung von Professor Aneziris ist der nachhaltige Umgang mit Ressourcen die treibende Kraft für innovative Forschungsprojekte.

Keramikbeschichtungen konnten lange Zeit nur durch Sintertechniken bei mehr als 1.000 °C erzeugt werden. Ein noch junges Sprühverfahren, die aerosolbasierte Kaltabscheidung, ermöglicht ihre Herstellung jedoch schon bei normalen Raumtemperaturen. Sie ist daher für industrielle Anwendungen hochattraktiv.

Prof. Dr. Olivier Guillon ist Direktor des Instituts für Energie- und Klimaforschung (IEK-1) am Forschungszentrum Jülich. Im Interview mit der Keramischen Zeitschrift zeigt er, was den Forschungsstandort Jülich besonders macht und klärt Irrtümer um die Brennstoffzelltechnologie auf.

Energieeffizienz – Über die Hälfte der Energie in der Industrie bleibt ungenutzt und geht als Abwärme verloren. Viel zu oft verpufft sie ungenutzt in der Luft, obwohl sie wertvoll ist. Das betrifft auch die Keramikindustrie.

Eigens für eine Entwicklung aus dem HZB gibt es nun in der Grafik für Solarzellen-Weltrekorde einen neuen Zweig. Die neue Weltrekord-Zelle besteht aus den Halbleitern Perowskit und CIGS, die zu einer monolithischen „zwei-Terminal“-Tandemzelle verschaltet sind. Sie erreicht einen zertifizierten Wirkungsgrad von 24,16 %.

Aktuelle Forschungsarbeiten rücken das Kristall Perowskit in den Mittelpunkt, das eine sehr dünne Bauweise erlaubt. Ob es Silizium verdrängen kann, ist offen. Denn noch gibt es ungeklärte Fragen.

Um die Batterien der Zukunft zu entwickeln, haben Partner aus Wissenschaft und Industrie aus ganz Europa die Forschungsinitiative Battery 2030+ auf den Weg gebracht. Eine Roadmap präzisiert nun die Meilensteine.

Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg haben im Sonderforschungsbereich 920 ein neues Verfahren zur Herstellung von Metallschmelze-Hybrid-Filtern entwickelt. Diese Filter erhöhen die Qualität und Widerstandsfähigkeit von Gusskomponenten für Sicherheits- und Leichtbaukonstruktionen.

Die am Fraunhofer IKTS in Thüringen erforschten keramischen Stromspeicher stehen vor der Markteinführung. Ihr Vorteil liegt in günstigen und reichlich heimisch vorkommenden Rohstoffen.

Experten aus 51 Forschungseinrichtungen haben sich auf die Verfahren geeinigt, um die Stabilität von Perowskit-Solarzellen zu messen und ihre Qualität zu bewerten. Die Konsenserklärung wurde in Nature Energy publiziert und gilt als Meilenstein für die weitere Entwicklung dieses neuen Solarzellen-Typs.

Forscher aus Brasilien haben eine neue Anwendung für Plastikhalme gefunden: Sie stellen Fasern aus recycelten Plastikstrohhalmen her, die als Additive für Feuerfestmaterialien eingesetzt werden können. Diese Fasern machen das Trocknen feuerfester Produkte sicherer und schneller.

Der Fertigungsspezialist FIT arbeitet seit 2015 an innovativen Lösungen im Bereich der Additiven Fertigung mit Keramik. In einem aktuellen Projekt zeigt das Unternehmen, wie die Geometriefreiheit des Verfahrens zum Umweltschutz eingesetzt werden kann.

Bei einem Besuch der Maschinenfabrik Gustav Eirich in Hardheim sprach die Keramische Zeitschrift mit Stephan Eirich, einem der beiden Geschäftsführer des Unternehmens, über die Rolle der Maschinenfabrik bei der E-Mobilität und darüber, warum Keramiker gute Fachkräfte sind.

Der Halbleiter Perowskit gilt als neue Hoffnung, den Herstellungspreis für Solarzellen unter den von Silizium-Zellen zu drücken. Die Empa, Schweiz, entwickelt neue Herstellungsverfahren, um Perowskit-Solarzellen nicht nur günstiger, sondern auch schneller zu produzieren.

Ende Januar wurden erste Bilder des Daniel K. Inouye-Sonnen Teleskops (DKIST) der National Science Foundation (NSF) veröffentlicht: Sie zeigen beispiellose Details der Sonnenoberfläche und geben eine Vorschau auf die zu erwartenden herausragenden Ergebnisse dieses weltgrößten 4-Meter-Sonnenteleskops. Der Spiegelträger ist aus Glaskeramik.

Keramische Wälzkörper kombiniert mit Lagerringen aus Wälzlagerstahl könnten die Leistungsfähigkeit von Wälzlagern deutlich steigern. Das Fraunhofer IPT erprobte zur Fertigung der Lagerringe das Hartwalzen als ressourcenschonende Alternative zur herkömmlichen Prozesskette.

Wissenschaftler der Ernst-Abbe-Hochschule (EAH) Jena erhalten für ihr Vorhaben „Forschungen zu intelligenten keramischen Funktionsmaterialien für innovative Anwendungen für Energie, Mobilität und Industrie 4.0“ eine Förderung von einer Million Euro.

Keramische Festkörper-Elektrolyte könnten in Zukunft Flüssig-Elektrolyte in Batterien ersetzen. Am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM wurden nun geeignete chemische Verbindungen erforscht.

Eine neue Werkstoffklasse verspricht viele Innovationen in der Luftfahrt und im Turbinenbau: Hochentropie-Legierungen sind Metalle, in denen sich fünf oder mehr Elemente in jeweils ähnlichen Anteilen atomar verbunden haben. Richtig designt, sind sie härter, hitzefester und leichter als Stahl, Aluminium und andere klassische Werkstoffe.

Es schimmert in vielfältigen Grün- und Blautönen, blickt auf eine über tausendjährige Tradition zurück und erlebt derzeit eine neue Blüte: das Seladon-Porzellan aus der chinesischen Provinz Zhejiang.