ISH: Verbesserte Elcore-Brennstoffzelle erweitert BHKW-Einsatzmöglichkeiten

München,
2. Februar 2017 – Der Münchner Hersteller Elcore zeigt auf der ISH 2017
eine neue Version des Brennstoffzellen-BHKWs Elcore 2400 mit deutlich
erweitertem Einsatzbereich. Die maximale Vorlauftemperatur steigt von
60°C auf 70°C, die zulässige Rücklauftemperatur auf 50°C. Das erweitert
den Einsatzbereich von Elcore-Brennstoffzellenheizungen auf bestehende
Gebäude mit herkömmlichen Heizkörpern und höheren Systemtemperaturen.
Zusätzlich steigert das Geräte-Update die Effizienz des gesamten
Energiesystems und erhöht den Trinkwasserkomfort.

Pressebilder: http://www.elcore.com/unternehmen/presse/

Heizkörper dominieren im Bestand

Bestehende
Gebäude sind laut einer Untersuchung des Bundesverbandes der Deutschen
Heizungsindustrie BDH zu rund 90 Prozent mit Heizkörpern ausgestattet.
Diese benötigen in der Regel höhere Vorlauftemperaturen als moderne
Flächenheizungen, vor allem wenn sie als Einrohrsystem ausgeführt sind.
Die neuen Versionen der Elcore Komplettsysteme eignen sich auch für
solche Anlagen ebenso wie für Heizungen mit einer ungünstigen
Temperaturspreizung zwischen Heizungsvorlauf – und rücklauf.

Dr. Manfred
Stefener, Elcore Geschäftsführer: „Unsere Fachpartner können Elcore
Energiesysteme nun universell und nahezu wie konventionelle
Brennwert-Heizgeräte einsetzen. Sie müssen weniger Rücksicht auf die
vorhandene Heizungstechnik nehmen als bisher.“

Höhere Effizienz und mehr Trinkwasserkomfort

Die höhere
Vorlauftemperatur der neuen Version der Elcore 2400 erweitert nicht nur
die Einsatzmöglichkeiten des Nano-BHKWs. Sie wirkt sich zusätzlich
positiv auf die Effizienz des gesamten Energiesystems aus, da die
Schichtung im oberen Bereich des Warmwasserspeichers verbessert wird.
Dadurch erhöht sich zusätzlich der Trinkwasserkomfort und die
Schüttleistung steigt.

Elcore Lieferprogramm rund um das Nano-BHKW Elcore 2400

Das
Brennstoffzellen-BHKW Elcore 2400 wird als Teil der Elcore
Heizungs-Komplettpakete angeboten. Es hat eine thermische Leistung von
700 Watt sowie eine elektrische Leistung von 305 Watt, die auf den
Grundbedarf eines herkömmlichen Einfamilienhauses abgestimmt sind.

Das Paket
Elcore 2400 Max enthält neben dem BHKW die notwendigen Komponenten für
den Heizungstausch und -neubau wie eine Gas-Brennwerttherme sowie einen
Elcore Energiespeicher mit hygienischer Warmwasserbereitung. Das Paket
Elcore 2400 Plus, bestehend aus der Elcore 2400 und einem Elcore
Energiespeicher, eignet sich hervorragend, um eine Heizungsanlage mit
einer bestehenden, modernen Therme zu optimieren, ohne die Therme
austauschen zu müssen. Beide Pakete sind mit unterschiedlichen
Speichergrößen von 560 Liter bis 1.640 Liter verfügbar. Passende
Abgassysteme und Zubehör zur fachgerechten Montage sind ebenfalls Teil
des Elcore Lieferprogramms.

Elcore auf der ISH: Halle 9.0, Stand E36

Für Presserückfragen steht Ihnen German Lewizki (Sunbeam Communications) zur Verfügung. Email: lewizki@sunbeam-communications.com, Tel. +49 30 726296450

Über Elcore

Die Elcore
GmbH ist ein konzernunabhängiges Technologieunternehmen mit Hauptsitz in
München. Elcore entwickelt und produziert Produkte und Lösungen zur
hocheffizienten Wärme- und Stromversorgung von Gebäuden. Im Zentrum der
Produktpalette stehen Blockheizkraftwerke mit modernster
Brennstoffzellen-Technologie für den Heizungsneubau, den Heizungstausch
und die Modernisierung bestehender Heizungen in Ein- und
Zweifamilienhäusern (Nano-BHKW). Elcore verfügt über eine hohe
Entwicklungs- und Fertigungstiefe und produziert alle wichtigen
Baugruppen seiner Brennstoffzellen-BHKWs selbst.

http://www.elcore.com

1930er-Design verspricht effizientere Motoren
Achates Power arbeitet an moderner Umsetzung für U.S. Army
 
Gegenkolbenmotor: alter Ansatz in neuem Gewand (Foto: Achates Power)

San Diego (pte003/16.01.2013/06:10) – Das Unternehmen Achates Power http://www.achatespower.com arbeitet gemeinsam mit AVL Powertrain Engineering http://www.avl.com/pte an einem sparsameren Motor, der ein Vorbild aus den 1930ern hat. Denn das Design beruht auf dem für seine Zeit hocheffizienten Flugzeugmotor Jumo des deutschen Flugzeugbauers Junkers, berichtet Technology Review. Es wird jetzt an modernen Emissionsstandards angepasst und könnte beispielsweise Automotoren ermöglichen, die 20 Prozent effizienter sind als derzeitige Diesel-Motoren.

Bislang existiert allerdings nur ein einzylindriger Prototyp des neuen Motors. Doch haben die vorliegenden Daten die U.S. Army überzeugt, 4,9 Mio. Dollar in die weitere Entwicklung zu investieren. So soll eine Mehrzylinder-Umsetzung entstehen, die nicht nur sparsam ist, sondern auch unterschiedliche Treibstoffe verbrennen kann. Dieser Motor ist für den Einsatz in diversen Armee-Fahrzeugen bis hin zu Panzern vorgesehen.

Ungewöhnliche Kolben

Die als Vorbild dienenden Junkers-Jumo-Motoren waren sogenannte Gegenkolbenmotoren, bei denen sich zwei Kolben gegenläufig in einem Zylinder bewegen und sich einen mittigen Brennraum teilen. Diese Form des Motorendesigns bietet eine hohe Leistungsdichte, weshalb es in den 1930ern relativ große Bedeutung speziell in militärischen Anwendungen erlangte. Im letzten Drittel des 20. Jahrhunderts sind Gegenkolbenmotoren aber zunehmend in Vergessenheit geraten. Doch Achates Power glaubt fest daran, dass die Bauweise auch im neuen Jahrtausend eine Zukunft hat.

Zu den Nachteilen solcher Motoren zählen ein relativ hoher Ölverbrauch und dadurch mitbedingt relativ hohe Partikelemissionen – ein Problem angesichts moderner Abgasnormen. Doch Achates hat dies nach eigenen Angaben durch Anpassungen des Designs in den Griff bekommen, die Abgaswerte ähneln demnach gängigen Dieselmotoren. Insgesamt ist die Rede von 1.000 einzigartigen Innovationen, unter anderem fällt der Motor dadurch auch einfacher und leichter aus – was letztlich auch dazu beiträgt, dass er effizienter wird.

Hochgerechnete Effizienz

Bislang hat Achates Power nur eine Einzylinder-Ausführung tatsächlich umgesetzt, die aber in Tests eindrucksvolle Ergebnisse erzielt. Allerdings sind Unternehmens-CEO David Johnson auf Basis dieser Daten sinnvolle Hochrechnungen möglich, wie sich Mehrzylinder-Ausführungen machen würden. Das ist auch die Basis für die Angabe, dass ein Motor realisierbar wäre, der um ein Fünftel effizienter ausfällt als aktuelle Diesel-Motoren. Entsprechend zuversichtlich gibt sich Johnson auch, dass ein wirklich den Anforderungen der U.S. Army genügender Motor realisiert werden kann.

Boeing und COMAC fliegen mit altem Speiseöl
Chinesisches Technologiezentrum startet Forschungsprojekt
 
Boeing 767: kann in Zukunft vielleicht mit Speiseöl fliegen (Foto: boeing.com)

Peking (pte023/25.10.2012/13:50) – In Zukunft werden Flugzeuge mit altem Speiseöl abheben, wenn es nach dem Luftfahrtkonzern Boeing http://boeing.com und seinem chinesischen Pendant COMAC http://english.comac.cc geht. Um dieses Ziel zu erreichen, hat ein gemeinsames Technolgiezentrum der beiden jetzt den Start eines Forschungsprojekts bekannt gegeben, das vom Alternative-Enerigen-Spezialisten Hangzhou Energy Engineering & Technology http://hzeeec.com/english durchgeführt wird.

Großes Chance

Ziel der Forschungsarbeit ist es, störende Verunreinigungen in gebrauchtem Speiseöl zu identifizieren und Verfahren zur effizienten, kostengünstigen Aufbereitung als Treibstoff für Jets zu entwickeln. Damit könnte ein alternatives Treibstoffkonzept, das sich im Straßenverkehr bereits bewährt hat, einen neuen Höhenflug erleben. Das ist eine große ökologische Chance: Allein China verbraucht jährlich 20 Mio. Tonnen Kerosin, doch werden pro Jahr 29 Mio. gebrauchtes Speiseöl als sogennantes "Gutter Oil" entsorgt.

"China ist der schnellstwachsende Luftfahrtmarkt der Welt und zugleich der größte Konsument von Speiseöl", betont Qin Fuguang, Präsident des COMAC-eigenen Beijing Aeronautical Science and Technology Research Institute. "Es gibt großes Potenzial für die Umwandlung des Abfall-Öls in nachhaltigen Treibstoff für Jets." Um dieses Potenzial zu erschließen, startet das gemeinsam mit Boeing finanzierte Forschungsprojekt. Denn ausreichend effiziente und günstige Umwandlungsverfahren könnten einen entsprechend großen Vorrat an Biotreibstoff erschließen.

Bewährtes Konzept

Im ersten Projektjahr geht es daher insbesondere darum zu zeigen, das seine signifikante Kostenreduktion bei der Umwandlung von Gutter Oil und anderen Ölabfällen in Treibstoff für Jets zu erzielen. Ansatzpunkt dafür ist insbesondere eine verbesserte Effizienz der Umwandlung und zugehöriger Technologien. Das Boeing-COMAC-Forschungszentrum arbeitet dabei auch mit chinesischen Universitäten zusammen. Ziel ist letztendlich eine effizientere kommerzielle Luftfahrt, die gleichzeitig weniger Schadstoffausstoß verursacht.

Zumindest auf der Straße ist der Ansatz, alte Speiseöle als Treibstoff zu nutzen, lang bewährt. Bei den Grazer Verkehrsbetrieben http://holding-graz.at/linien.html beispielsweise sind erste Busse schon 1994 mit gereinigtem Altspeiseöl gefahren, bis 2005 war die komplette Flotte umgestellt. Der Ausstoß von Staubpartikeln konnte so um bis zu 50 Prozent gesenkt werden, gleichzeitig wird gebrauchtes Speiseöl sinnvoll entsorgt. Das Prinzip ist aber nicht einfach eins zu eins auf die Luftfahrt übertragbar. Denn im Straßenverkehr sind aufbereitete Speiseöle ein Dieselersatz. Ein Biotreibstoff, der Kerosin ersetzen soll, muss hingegen anderen Qualitätsanforderungen genügen.

E-Autos: 2D-Materialien für mehr Reichweite

Innovativer Ansatz aus den USA ermöglicht Lithium-Luft-Akkus mit zehnfacher Kapazität

Akku-Optimierung: Da geht noch viel (Foto: Amin Salehi-Khojin)

Chicago (pte009/11.01.2019/11:30) – Forscher der University of Illinois, Chicago (UIC) http://uic.edu haben 2D-Materialien entwickelt, die Elektroautos zu einer deutlich
höheren Reichweite verhelfen und bei Geräten wie Smartphones für längere
Laufzeiten sorgen könnten. Denn die Materialien dienen als
Katalysatoren in sogenannten Lithium-Luft-Akkus. Dort sorgen sie für bis
zu zehnmal mehr Kapazität als traditionelle Katalysatoren, so die UIC
in einer Aussendung.

Reichweiten-Quantensprung

"Derzeit schaffen Elektroautos im Schnitt rund 160 Kilometer pro
Aufladung, aber durch die Verwendung von 2D-Katalysten in
Lithium-Luft-Akkus könnten wir eher 640 bis 800 Kilometer erreichen",
meint Amin Salehi-Khojin, Professor für Maschinen- und Industrietechnik
an der UIC. Das liegt daran, dass Lithium-Luft-Akkus als potenzielle
Nachfolger der heutigen Lithium-Ionen-Technologie ohnehin mehr Kapazität
bieten sollten – und die von Salehi-Khojins Team entwickelten
2D-Materialien diese offenbar nochmals deutlich steigern können.

Die Forscher haben 15 verschiedene 2D-Übergangsmetall-Dichalkogenide
(TMDCs) synthetisiert. Diese Materialklasse hat elektrische
Eigenschaften, die sie grundsätzlich als Katalysator interessant machen.
Das Team hat dann die Performance der 15 Materialien in einem
elektrochemischen System, das einen Lithium-Luft-Akku nachahmt,
analysiert. "In ihrer 2D-Ausführung haben diese TMDCs viel bessere
elektronische Eigenschaften und eine größere Reaktionsoberfläche für die
elektrochemischen Reaktionen in einem Akku, während ihre Struktur
stabil bleibt", sagt die projektbeteiligte UIC-Doktorandin Leily Majidi.

Viel mehr als nur Kapazität

Einige der TMDCs haben sich so als geeignet erwiesen, um eine deutlich
höhere Kapazität zu erreichen. Zudem versprechen die 2D-Materialien ein
schnelleres Auf- und Entladen von Akkus. Ersteres ist ein stets
gefragter Vorteil, letzteres besonders nützlich in Anwendungen, wo
manchmal schnell viel Energie erforderlich ist – beispielsweise das
Beschleunigen von Autos. "Diese neuen Materialien bieten einen neuen
Weg, Akkus auf die nächste Stufe zu heben. Wir müssen nur Wege
entwickeln, sie effizienter und in größerem Maßstab zu produzieren und
zu tunen", meint Salehi-Khojin.

6,7 Millionen Deutsche sind in Internet-Partnerbörsen aktiv

Nürnberg (pte/26.08.2005/12:25) – Der "Traumpartner" wartet im
Cyberspace. Diesen Gedanken hatte wohl jeder fünfte Deutsche, der im
Juli 2005 eine Partnerbörse im Internet besuchte. Immerhin 6,7 Mio.
Menschen oder 20,3 Prozent der aktiven Internetbevölkerung versuchten
im virtuellen Raum anstatt in der nächsten Bar Amors Pfeil zu lenken.
Nach einer Online-Befragung des Marktforschers Nielsen//NetRatings
http://www.netratings.com liegen die Deutschen damit beim Cyber-Flirt
im Spitzenfeld und noch vor den Franzosen mit 18,7 Prozent und den
Briten mit 12,4 Prozent.

Obwohl Partnerbörsen im Web früher einen eher zweifelhaften Ruf
genossen, zeigte die Umfrage in den drei untersuchten Ländern, dass die
Mehrheit der Besucher von Dating-Websites nach einer festen Beziehung
sucht. Mit 53 Prozent der befragten Männer und 58 Prozent der
interviewten Frauen ist der Anteil derer, die nach etwas "Fixem" sucht
in Deutschland ebenfalls am höchsten.

Auch im Web sind die Deutschen, wenn es um die Ehrlichkeit geht,
vorbildlich korrekt. 78 Prozent der Befragten geben an, dass sie in den
Selbstbeschreibungen auf Dating-Websites hundertprozentig die Wahrheit
sagen. Von den Franzosen behaupten dies nur 74 Prozent und von den
Briten bekennen sich gar nur 68 Prozent zu einem "Fairplay" im Netz.
Besonders deutsche Frauen (81 Prozent) schummeln weder bei Größe,
Gewicht, Haarfarbe, oder Figur. Die Britinnen nutzen jedoch
gelegentlich die Chance, sich via Web als Naomi Campbell oder Laetitia
Casta zu "verkaufen" und liegen mit 67 Prozent am unteren Ende der
Skala.

Auch in Österreich sieht Elisabeth Böhm von der Online-Partnerbörse
Love.at http://www.love.at einen Trend zur Internet-Partnerbörse.
"Derzeit haben wir 469.153 User registriert und 16 Mio.
Page-Impressions pro Monat", so Böhm zu pressetext. Auch der Großteil
der Österreicher zwischen 20 und 40 Jahren sucht im Web nach einer
fixen Beziehung (30 Prozent), gefolgt von der Suche nach einem
Freizeitpartner. Mit 40 Prozent ist aber auch der Frauenanteil bei
love.at deutlich geringer als der Anteil der nach Liebe suchenden
Männer. "Dabei gibt es ein eindeutiges Stadt-Land Gefälle. 34 Prozent
unserer Kunden kommen aus Wien, 15 Prozent aus Oberösterreich, 14
Prozent aus Niederösterreich und 13 Prozent aus der Steiermark", so
Böhm im pressetext-Interview abschließend.

San Francisco/Berlin (pte/15.12.2010/11:45) – Die umstrittenen Nacktscanner an Flughäfen sind sinnlos. Denn mit Röntgenstrahlung arbeitende Rückstreuungsscanner sind mit vergleichsweise großen, dünnen Objekten einfach zu täuschen, wie Forscher an der University of California, San Francisco http://ucsf.edu ermittelt haben. Somit wäre es ein Leichtes, verheerende Mengen an Plastiksprengstoff durch eines der Geräte zu schleusen. "Die Backscatter-‚Hightech‘ würde ein Drittel Kilogramm Nitropenta übersehen, das bei einer kompetenten Abtastung sicher auffällt", warnen die Physiker Leon Kaufman und Joseph Carlson im Journal of Transportation Security. "Die vorliegende Studie bestätigt einen Kritikpunkt, den die Piratenpartei Deutschland seit dem ersten Aufkommen der Diskussion über die Einführung von ‚Nacktscannern‘ bemängelt", erklärt Daniel Flachshaar, Beisitzer im Bundesvorstand der Piratenpartei http://piratenpartei.de, gegenüber pressetext. Hinzu kommt der aus Piratenpartei-Sicht untragbare Eingriff in die Privatsphäre. "In Deutschland sollten schnellstmöglich alle Versuche gestoppt werden, die Nacktscanner flächendeckend einzuführen", fordert er daher. Anatomische Verwechslung Zwar bestätigen die Physiker, dass Rückstreuungsscanner relativ massive Gegenstände gut nachweisen können, wenn diese eher nahe der Körpermitte versteckt sind – das wäre Beispielsweise eine Waffe hinten im Gürtel. Befinde sich ein Objekt aber an der Körperseite, wird es problematisch. Die Forscher verweisen auf das bekannte Nacktscanner-Beispielbild der Transportation Security Administration (TSA) http://www.tsa.gov. Die Pistole links an der Hüfte der Frau sei nur durch den Schatten am Arm gut zu sehen, warnen die Forscher. Eigentlich sollten die Arme bei einem Scan aber gehoben sein. Noch problematischer ist es, wenn ein Fremdkörper relativ geringer Dicke großflächig getragen wird. Eine am Abdomen befestigte zentimeterdicke Lage von 15 bis 20 Zentimetern Durchmesser mit abgeschrägten Rändern " wäre für diese Technologie ironischerweise aufgrund des großen Volumens unsichtbar, weil sie leicht mit normaler Anatomie verwechselt wird", so die Physiker. 40 Gramm Nitropenta, die für einen verheerenden Anschlag ausreichen sollen, wären demnach als 1,25 Millimeter dicke Lage praktisch nicht nachweisbar. Daran würde sich auch nichts ändern, wenn die Scanner eine deutlich höhere Strahlungsdosis nutzen. Nur der Mensch als Alternative "Die Scanner stellen einen massiven Eingriff in die Persönlichkeitsrechte der Fluggäste dar, da sie Details wie einen künstlichen Darmausgang oder Körperschmuck nicht verschleiern", betont Flachshaar. Zudem verweist er darauf, dass Nackscanner Bilder auch speichern und verschicken können . Zwar bezieht sich die kalifornische Untersuchung nur auf Röntgen-Rückstreuungsscanner. "Die diversen Kritikpunkte lassen sich auch durch die technologisch höher entwickelten Terahertz-Scanner nicht beseitigen", ist der Piratenpartei-Sprecher aber überzeugt. "Der einzige Weg, um die Flugsicherheit zu erhöhen, ist der Einsatz von gut ausgestattetem und durch ausreichende Bezahlung motiviertem Flughafenpersonal, das in Zusammenarbeit mit der Polizei an schlüssigen Sicherheitskonzepten arbeitet und diese umsetzt", meint Flachshaar abschließend. Der Fachartikel "An evaluation of airport x-ray backscatter units based on image characteristics" ist zu finden unter: http://springerlink.com/content/g6620thk08679160/

Die Angaben schwanken; aber zwischen fünf und zehn Prozent des Produktionsvolumens der chemischen Industrie basieren bereits auf nachwachsenden Rohstoffen, und das Interesse ist groß, den Anteil signifikant zu erhöhen – wegen der endlichen Ölvorkommen und aus Gründen des Klimaschutzes. Welche Möglichkeiten sich hier für die Kunststoffproduktion bieten, will die Tagung "Bio&Polymers", die vom 28. bis 30. September 2008 in Aachen stattfindet, aufzeigen. Die von der Fachgruppe Makromolekulare Chemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) organisierte Tagung geht darüber hinaus auf von der Natur inspirierte oder biofunktionale Polymere ein und behandelt Polymere für die Biomedizin.

Weltweit werden jährlich etwa 240 Millionen Tonnen Kunststoffe aus Erdöl hergestellt. Was passiert, wenn die bislang bekannten Erdölvorkommen in 35 bis 40 Jahren erschöpft sind? Wie Dr. Stefan Marcinowski, Vorstandsmitglied der BASF SE, im ersten Plenarvortrag der Aachener Tagung erläutert, hält man in Ludwigshafen für bestimmte aus Biomasse gewonnene Polymere ein großes Wachstumspotenzial für wahrscheinlich. Ökobilanzen, die von der Pflanzung über die Düngung, Ernte und Umwandlung des biobasierten Rohstoffs in ein marktfähiges Produkt bis zu dessen Entsorgung alle Auswirkungen berücksichtigen, sollen bei der Entscheidung für gangbare Produktionswege helfen. Die Möglichkeiten reichen von einstufigen Synthesen von Polyestern in Bakterien (beispielsweise Polyhydroxy-Alkanoate) über die enzymatische Produktion von Monomeren (beispielsweise Milchsäure oder Bernsteinsäure) bis zur Umwandlung von pflanzlichen Ölen in Monomere (beispielsweise Sebacinsäure). Die daraus resultierenden Polymere (beispielsweise Polyester, Polyamide oder Polyurethane) stehen in Konkurrenz zu den bewährten Produkten. Von Fall zu Fall muss also sorgfältig erwogen werden, ob der biobasierte Kunststoff ökonomisch und ökologisch Sinn macht.

Vor zehn bis 20 Jahren rankten sich die öffentlichen Diskussion eher darum, der Kunststoffabfälle Herr zu werden. Und so befasste man sich auch in der chemischen Industrie eher mit der Frage der biologischen Abbaubarkeit von Kunststoffen als mit der Rohstoffbasis für Kunststoffe. Ein erdölbasierter Polyester, vernetzt mit Stärke, wurde als ein abbaubares Kompositmaterial entwickelt, das bis heute für Müllsäcke Verwendung findet. Auch wenn die biologische Abbaubarkeit heute in der öffentlichen Diskussion kaum mehr eine Rolle spielt, Forschung und Entwicklung in der chemischen Industrie sind damit nach wie vor befasst. So hat man ganz neue Polymere entwickelt, beispielsweise Polybutylensuccinate (PBS), Polyhydroxyalkanoate (PHA) oder Polymilchsäure-Blends (PLA-Blends).

Eine interessante Entwicklung hinsichtlich der vermehrten Nutzung erneuerbarer Rohstoffquellen für Polymere basiert darauf, aus Biomasse Monomere zu synthetisieren, die in bereits existierenden Produktionsprozessen in herkömmliche Polymere eingearbeitet werden. Mit Dicarbonsäuren, Diolen oder Diaminen aus nachwachsenden Rohstoffen erhält man Polyester und Polyamide mit biologischen Anteilen zwischen 25 und 100 Prozent.

Polyamide auf rein biologischer Basis sind bereits seit wenigstens 50 Jahren bekannt. Ausgehend von Rizinusöl bzw. Rizinolsäuremethylester, erhielt man neben unterschiedlichen Polyamiden zahlreiche Nebenprodukte und unvermeidbare wertlose Reststoffe. Deshalb stellte man die Polyamid-Produktion – etwa in den siebziger Jahren – auf Erdölbasis um. Geht man jetzt also "zurück in die Zukunft", fragt Dr. Harald Häger von der Evonik Degussa GmbH in Marl. Sicherlich sollten die Herstellprozesse der frühen Biopolyamide nicht wieder aufgegriffen werden, nur um Polymere unter dem Siegel "Bio" vermarkten zu können. Vielmehr müssen neue Wege im Sinne der Nachhaltigkeit beschritten werden.

Solche Wege zeigt Dr. Michael A.R. Meier von der Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven auf, wobei auch er sich auf pflanzliche Fette und Öle fokussiert. In Aachen geht er u.a. auf die Herstellung von Fettsäureestern aus Pflanzenölen mit Hilfe modernster katalytischer Verfahren (Olefinkreuzmetathese), auf die direkte Herstellung von Makromolekülen mit der acyclischen Dienmetathese und auf die kontrollierte Polymerisation von Acrylaten und Methacrylaten aus Pflanzenölen ein. Mit modernsten Polymerisationsmethoden können gut definierte Block-Copolymere erhalten werden, deren Eigenschaften, beispielsweise ihre Mizellenbildung, derzeit genau untersucht werden.

Polyesterharze mit hohen Anteilen an Terephthalsäure sind in Pulverlacken sehr verbreitet, und natürlich werden auch hier die Monomere bislang aus Erdöl gewonnen. Eine niederländische Forschergruppe um Professor Dr. Cor E. Koning von der Technischen Universität Eindhoven hat sich zum Ziel gesetzt, biobasierte Harze zu entwickeln, die hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften und chemischen Stabilität mit den derzeitigen Materialien mithalten können. Die aussichtsreichsten "erneuerbaren" Monomere sind Isosorbid und seine Isomere, Bernsteinsäure, 2,3-Butandiol und 1,3, Propandiol. Die Polymere lassen sich mit Substanzen wie Glycerin oder Zitronensäure modifizieren. Vernetzt werden die Polymere noch mit konventionellen Substanzen.

Um die Landwirtschaft mit dem Anbau nachwachsender Rohstoffe nicht überzustrapazieren, wird mit Holz, genauer mit Holzhydrolysaten, als Rohstoff experimentiert, und zwar möglichst auf Basis von Abfällen aus der Forstwirtschaft. Ein schwedisches Forscherteam um Professor Dr. Ann-Christine Albertsson vom Royal Institute of Technology in Stockholm stellt in Aachen die Ergebnisse langjähriger Arbeiten vor, die zu funktionellen Materialien, hauptsächlich Hydrogelen und Barrierefolien, aus raffinierter, hemicellulosehaltiger Holz-Biomasse führten. Anwendungspotenziale hätten die Hydrogele in der Landwirtschaft und auf pharmazeutischem Gebiet, die Barrierefolien für Verpackungen, die keinen Sauerstoff durchlassen dürfen, so die schwedischen Wissenschaftler.

Die Gesellschaft Deutscher Chemiker gehört mit über 28.000 Mitgliedern zu den größten chemiewissenschaftlichen Gesellschaften weltweit. Sie hat 25 Fachgruppen und Sektionen, darunter die Fachgruppe Makromolekulare Chemie mit annähernd 1.200 Mitgliedern. Die Fachgruppe wurde vor 60 Jahren gegründet. Sie vereinigt Wissenschaftler aus Hochschulen, Forschungsinstituten und der Industrie, und zwar aus allen Bereichen der Polymerchemie und -physik von den Funktionswerkstoffen, den technischen Kunststoffen, über Biopolymere und Biomaterialien bis hin zu nanoskaligen Polymersystemen für die Medizin, Elektronik oder Optik.

Diamanten: nicht nur als Schmuck nutzbar (Foto: pixelio.de/Michaela Schöllhorn)

Qinhuangdao (pte001/13.06.2014/06:00) –

Neue Nanodiamanten mit besonders hoher Härte, Zähheit und Stabilität
sind in einem Labor entwickelt worden. Forscher der chinesischen Yanshan
University http://bit.ly/1pLpEEY haben durch die "Nanotwinning"-Methode diese besonderen Eigenschaften erzeugt.

Hart und sehr bruchfest

Derzeit werden natürliche und im Labor erzeugte
Diamanten zum größten Teil für industrielle Zwecke verwendet. Sie werden
zum Bohren, Schleifen und Schneiden verwendet, weil sie so hart und
bruchfest sind. Jedoch überstehen die Diamanten nur schwer die hohen
Temperaturen, die durch die Reibung entstehen.

Die bisher im Labor entwickelten Diamanten weisen zwar
schon bessere Qualitäten als natürliche auf, oft geht die Verbesserung
einer Qualität, zum Beispiel der Härte, aber zulasten einer anderen, wie
der Stabilität. Diese Problem wurde nun von den chinesischen Forschern
gelöst.

Twinning macht stabiler

Das Besondere an den 20 bis 50 Nanometer großen
Diamanten sind die Twinning-Strukturen. Dabei teilen sich zwei
benachbarte Kristalle eine Grenzlinie, an der sie zu Spiegelbildern
heranwachsen. "An diesen Twinning-Grenzen halten die Kristalle auf jeder
Seite viel besser zusammen", erklärt Wissenschaftler Bo Xu.

Die Basis für die Bildung dieser besonders robusten
Kristalle ist ein besonderer Kohlenstoff-Nanopartikel, der von der
Anordnung der einzelnen Atome einer Zwiebel ähnelt. Diese Moleküle
wurden bei sehr hohen Temperaturen und unter starkem Druck gekocht,
ähnlich den natürlichen Bedingungen im Erdmantel, die natürliche
Diamanten entstehen lassen.

Erfolgreicher Drucktest

Der neu entstandene Nanodiamant musste einen Drucktest
gegen einen herkömmlichen Diamanten bestehen, wobei ausschlaggebend war,
ob er eine Druckstelle verursachen konnte. Erstere hielten dabei rund
zwei bis drei Mal so viel Druck aus und blieben bei Temperaturen bis zu
1.056 Grad Celsius stabil, hielten also mehr als 200 Grad mehr als
natürliche Diamanten aus, ohne zu zerfallen.

Klebstoffe für
das Fügen von Bauteilen sind aus der Industrie nicht mehr wegzudenken.
Dass sie diese zuverlässig verbinden reicht aber nicht. Die von der EU
forcierte Kreislaufwirtschaft erfordert, dass auch High-Tech-Produkte
wie Handys bei Reparaturen oder beim Recycling sauber in ihre
Ausgangsmaterialien zerlegt werden können. Ein am Karlsruher Institut
für Technologie (KIT) entwickelter thermolabiler und reversibler Kleber
macht dies möglich – eine Erfindung, die breite Anwendungsmöglichkeiten
bietet und Ressourcen schont.

Mit steigenden
Recyclingquoten treibt die Europäische Union eine Kreislaufwirtschaft
voran, die Produkte, Materialien und Ressourcen möglichst lange erhält.
Ziel ist es nicht nur, Abfälle weiter zu reduzieren, sondern auch
Produkte herzustellen, die reparierbar, weiterverwendbar und
recyclingfähig sind. Gleichzeitig sinkt zum Beispiel bei Elektrogeräten
die Lebensdauer. Ein Smartphone wird heute nach ein bis zwei Jahren
ausgemustert. Es fachgerecht und ohne Rückstände zu recyclen bleibt
jedoch eine Herausforderung.

„Die Bauteile vieler
Produkte aus unserem alltäglichen Leben, zum Beispiel Handys oder
Tablets, werden in der Regel an bestimmten Stellen verklebt“, erklärt
Professor Christopher Barner-Kowollik, Leiter der Arbeitsgruppe
Makromolekulare Architekturen am Institut für Technische Chemie und
Polychemie (ICTP) des KIT. Das Kleben ersetzt beim industriellen Fügen
zunehmend das Schweißen, Nieten oder Verschrauben. Klebstoffe reduzieren
das Gesamtgewicht und erfüllen zusätzliche Funktionen wie Isolierung
oder Dämpfung. Der Nachteil: Sind sie einmal ausgehärtet, lassen sich
die Verbindungen höchstens unter großem Zeit- oder Energieaufwand wieder
lösen. Wird ein geklebtes Produkt zu Reparaturzwecken oder für das
Recycling zerlegt, endet dies oft in der Beschädigung oder Zerstörung
einzelner Komponenten.

Der neue thermolabile
Klebstoff, den Barner-Kowollik und sein Forschungsteam am KIT entwickelt
haben, kann dieses Problem lösen. Er ist bei Raumtemperatur stabil,
lässt sich aber auf den Punkt genau, schnell und schon bei
vergleichsweise geringen Temperaturen wieder abbauen. Ist der Prozess
beendet, zeigt sich dies unmittelbar, weil die entsprechende Stelle sich
einfärbt. Für dieses „Debonding on demand“ (DoD) haben die Experten
Sollbruchstellen in das Netzwerk aus langkettigen Polymermolekülen
eingebaut, aus dem ein typischer Klebstoff besteht. An diesen Stellen
öffnen sich schon bei mäßigen Temperaturen unter 100 Grad Celsius die
chemischen Verbindungen wieder und der Klebstoff löst sich auf. Seine
Zusammensetzung und die genaue für das Ablösen notwendige Temperatur
können der individuellen Anwendung angepasst werden. „Diese beiden
Stellschrauben bewegen wir, indem wir die Moleküle modifizieren“, sagt
Barner-Kowollik.

Für den cleveren
Klebstoff, den die Experten ursprünglich für die Dentaltechnik
entwickelt haben und der dort Einsatz finden soll, um verklebte Kronen
oder Klammern schonend wieder auszubauen, haben sich mittlerweile
vielfältige Anwendungsfelder geöffnet. Neben dem Elektronikbereich sind
Einsätze in der Produktion denkbar, etwa um Werkstoffe vorübergehend auf
einer Werkbank zu fixieren, oder auch auf Baustellen, um zum Beispiel
Industriedübel wieder zu entfernen. Der thermolabile Klebstoff ist
patentiert und soll jetzt in Kooperation mit Partnern aus verschiedenen
Industriebereichen weiterentwickelt werden.

Details zum KIT-Zentrum Materialien (in englischer Sprache): http://www.materials.kit.edu

Extraterrestrische Forschung der Uni Kiel im Auftrag der NASA
 

Weltraumphysiker der Kieler Universität haben für die
US-Raumfahrtbehörde NASA ein Gerät entwickelt, das energiereiche
Ausbrüche auf der Sonne messen soll. Sechs Jahre lang hat die
Arbeitsgruppe von Professor Robert Wimmer-Schweingruber vom Institut
für Experimentelle und Angewandte Physik an SEPT (Solar Electron and
Proton Telescope) gearbeitet, vier baugleiche Exemplare dieses
Instruments sind jetzt an die USA ausgeliefert worden. Im Goddard
Raumfahrtzentrum in Maryland wird geprüft, ob alle Systeme der
Instrumente funktionieren und mit ihren Trägern – zwei Raumsonden – gut
zusammenarbeiten. Voraussichtlich im April 2006 starten die Geräte dann
auf einer Rakete vom Cape Canaveral/Florida und bilden die NASA-Mission
STEREO (Solar TErrestrail RElations Observatory).
 

Die Wissenschaftler erhoffen sich von der Mission Aufschlüsse über die
dreidimensionale Struktur der energiereichen Ausbrüche auf der Sonne,
die unter anderem Nordlichter, aber auch empfindliche Störungen von
Satelliten hervorrufen können. Mit Hilfe der Ergebnisse können sie dann
zukünftig prognostiziert werden. Um zu erfahren, wie diese Gasausbrüche
energetisch zusammengesetzt sind, werden jeweils zwei der Kieler
Messgeräte direkt auf eine Raumsonde montiert. Eine der Sonden eilt der
Erde auf ihrer Bahn um die Sonne voraus, die zweite folgt der Erde im
gleichen Abstand. "So entsteht die dreidimensionale Messung, die diese
Mission so einzigartig macht", erklärt Professor Wimmer-Schweingruber.
 

Die Kieler Messgeräte fangen die energiereichen Elektronen und Protonen
ein, wandeln sie in Ladung um und messen so die Energie. Ab April
werden die Daten per Satellit übertragen und wiederum in Kiel
ausgewertet. Derzeit bereiten die Wissenschaftler hierfür die
Datenbanken vor.
 

Die Abteilung Extraterrestrische Physik der
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) ist seit dreißig Jahren
an Weltraumprojekten mit unterschiedlichen internationalen Partnern
beteiligt. "Auf dem Gebiet der kosmischen Teilchenstrahlung macht uns
niemand etwas vor", meint Professor Wimmer-Schweingruber. Am aktuellen
NASA-Projekt sind auch die europäische Raumfahrtbehörde ESA und das
Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt beteiligt.