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Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC#

Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC ist eines der wichtigsten europäischen Zentren für materialbasierte Forschung und Entwicklung in den Bereichen Energie, Umwelt und Gesundheit.


Rund 380 Mitarbeitende arbeiten an innovativen Materialien und Technologien für nachhaltige Produkte und leisten essentielle Beiträge zur Lösung der großen weltweiten Zukunfts-Themen und -Herausforderungen.

Im Fraunhofer ISC werden Werkstofflösungen für unterschiedlichste Anwendungen auf Basis einer einzigartigen Kombination aus Material-, Verarbeitungs-, Anwendungs- und Analytik-Know-how erarbeitet. Mit Blick auf den effizienten Einsatz von Ressourcen und Energie setzt das Institut für seine Entwicklungen auf den Einsatz nachwachsender und umweltfreundlicher Rohstoffe, die Vermeidung kritischer Werkstoffe sowie auf intelligente und nachhaltige Verfahren.

Neben Auftragsforschung und -entwicklung bietet das ISC produktionsbegleitende Analytik und Charakterisierung, Prozessoptimierung, Gerätebau sowie das Upscaling von Fertigungs- und Prozesstechnologien bis in den Pilotmaßstab. Darüber hinaus werden innovative Recyclingtechnologien und Strategien zur Sicherung wertvoller Ressourcen entwickelt.

Partikeltechnologie am Fraunhofer ISC

Im Fokus der Partikeltechnologie des Fraunhofer ISC steht die nasschemische Synthese maßgeschneiderter Kleinstpartikel und ihre Modifikation. Das Angebot umfasst die Verarbeitung, das Upscaling und die Formulierung der Zusammensetzung entsprechender Partikelsysteme. Die (In-situ-)Analyse mittels High-End-Ausrüstung und das umfassende materialtechnische Know-how runden das Angebotsportfolio ab. Ein besonderer Forschungsschwerpunkt liegt auf magnetischen Trägerpartikeln zur Analytik und Reinigung von Fluiden. Weitere Systeme sind TiO2, SiO und Schichtpartikel. Aus diesen Primärpartikeln können Suprapartikel aufgebaut werden, die mehrere Funktionen oder Eigenschaften in sich vereinen, wie etwa Magnetismus, elektrische oder Wärmeleitfähigkeit, Lumineszenz, katalytische Aktivität oder Flammschutz. Durch die Ausrüstung mit Partikeln können nicht nur Materialeigenschaften verbessert, sondern auch ganz neue Anwendungen erschlossen werden.

Fraunhofer-FuE-Zentrum für Elektromobilität Bayern

Das Fraunhofer-Forschungs- und Entwicklungszentrum für Elektromobilität Bayern FZEB am Fraunhofer ISC entwickelt und optimiert Batteriematerialien und -verfahren für effiziente stationäre und mobile Energiespeicher.
In enger Zusammenarbeit mit der Industrie untersucht und entwickelt das FZEB zukunftsorientierte Elektrodenmaterialien, Elektrolyte und andere Zellkomponenten sowie Verfahren zu deren Herstellung und deren Recycling. Für die Analyse der Zellkomponenten und Batterien stehen den Wissenschaftlern vom FZEB modernste Untersuchungsmethoden zur Verfügung. Mit über 40 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern zählt das FZEB zu den größten Abteilungen der Fraunhofer-Gesellschaft im Bereich der Batterieforschung.

 

EWA Alginit in Klärprozessen
© K. Dobberke für Fraunhofer ISC
EWA Batterierecycling
© Fraunhofer ISC
© K. Dobberke für Fraunhofer ISC

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM#

Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM ist eine der europaweit bedeutendsten unabhängigen Forschungseinrichtungen auf den Gebieten Klebtechnik, Oberflächen, Formgebung und Funktionswerkstoffe.


Derzeit bündeln über 700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ihr breites technologisches und wissenschaftliches Know-how in sieben Kernkompetenzen: Metallische Werkstoffe, Polymere Werkstoffe, Oberflächentechnik, Kleben, Formgebung und Funktionalisierung, Elektromobilität sowie Automatisierung und Digitalisierung.
Diese Kernkompetenzen – jede für sich und im Zusammenspiel – begründen die starke Position des Instituts am Forschungsmarkt und bilden die Basis für zukunftsorientierte Entwicklungen zum Nutzen der Gesellschaft.

Das Institut verfügt über eine langjährige Erfahrung in der Applikation polymerer und anorganischer Werkstoffe in der Energietechnik. In der Abteilung Elektrische Energiespeicher werden gestützt auf die Kompetenzen Pulvertechnologie, Formgebung, Oberflächentechnik, Klebtechnik sowie Grenzflächen- und Polymerchemie materialwissenschaftlich und fertigungstechnisch motivierte Lösungen für neuartige Energiespeicher erarbeitet. Dabei wird die gesamte Wertschöpfungskette von Materialien über Komponenten und Zellen bis zum Batteriesystem und seiner Anwendung berücksichtigt.
Die Entwicklungsschwerpunkte liegen in der Optimierung der Sicherheit, Langlebigkeit und Kreislauffähigkeit von Energiespeichern. Betrachtet werden neben den klassischen Lithium-Ionen-Systemen auch zukünftige Batteriezellgenerationen wie Festkörperbatterien, Metall-Luft- und Zink-Ionen-Systeme. Zudem bilden die Modellierung und Zelldiagnostik von Batteriesystemen einen weiteren Schwerpunkt für Alterungsprognosen und zugehörigen Betriebsstrategien.

Forschungsbereich Lithiumgewinnung

Auf Basis der Kompetenzen in den Bereichen Elektrochemie und Materialwissenschaft wird das sog. elektrochemische »Ion Pumping«-Verfahren betrachtet, um Wege zur selektiven Extraktion von Metallionen aus wässrigen Lösungen zu ermöglichen. Dies ist besonders für eine ressourcenschonende und umweltfreundliche Lithiumgewinnung aus Sole- bzw. hydrogeologischen Quellen von großem Interesse.

Forschungsbereich Meerwasserentsalzung

Im Bereich der Metall-Luft-Batterien stehen umweltfreundliche, wiederaufladbare Zink-Ionen-Systeme im Fokus der Forschungsarbeiten am Fraunhofer IFAM. Besonders die Entwicklung von Gasdiffusionselektroden mit neuen Kohlenstoffträgermaterialien und Katalysatoren sowie neuartigen Designs stehen im Fokus der Entwicklungsarbeiten. Diese Konzepte dienen als Grundlage für die Anwendung von elektrochemischen Meerwasserentsalzungsverfahren.

 

 

EWA Meerwasserentsalzung Testzellen für Gasdiffusionselektroden
© Fraunhofer IFAM
Testzellen für Gasdiffusionselektroden
EWA Meerwasserentsalzung Zn-Ionen-Stack
© Fraunhofer IFAM
Kompakter Zn-Ionen-Stack mit gepumpten Elektrolyten

Weitere Partner-Institute#

Fraunhofer IGB
Fraunhofer IKTS
Fraunhofer ISE