Technologien

ENTWICKLUNGSLABOR FÜR ENERGIESPEICHERMATERIALIEN UND BATTERIEZELLEN | Die zugrundeliegenden Aktivmateralien sind der Ausgangspunkt für kostengünstige und ökologische Energiespeicher und Batterien mit hoher Energiedichte, Leistung, Lebensdauer und Effizienz. Das Fraunhofer IFAM verfügt über umfangreiche Möglichkeiten zur Analytik für Ihre individuellen Fragestellungen. Des Weiteren bieten wir Begleitung und Unterstützung in allen Aspekten der Materialentwicklung und -validierung für elektrische Energiespeicher und Batteriezellen.

INTEGRATION HOCHELEKTRISCH UND THERMISCH LEITFÄHIGER FÜLLSTOFFE IN EINEN KUNSTSTOFF | Das Fraunhofer IFAM ist spezialisiert auf das Compoundieren hochgefüllter Spezialpolymerkomposite und die anschließende Weiterverarbeitung zu druckfähigen Kompositfilamenten. Für die Verarbeitung bzw. Herstellung von Filamenten aus Polymerkompositmaterialien besitzt das Institut umfassendes Know-how und neueste Technologien bzw. Prozesstechniken. Die Zusammensetzung des Materials (Füllstoffe, Füllstoffgehalt) als auch die Auswahl des Basispolymers, erfolgt maßgeschneidert nach Anforderungsprofil des Anwenders.

HERSTELLUNG VON ELEKTRODEN UND BATTERIEZELLEN | Die Herstellung von Batteriezellen umfasst eine komplexe Prozesskette vom Pulver bis zur Zelle. Zwischen den einzelnen Prozessschritten bestehen vielfältige Wechselwirkungen. Änderungen einzelner Prozessschritte führen daher oft zu Änderungen entlang der gesamten Kette. Dies gilt umso stärker, je weiter am Anfang der Kette der jeweilige Schritt angeordnet ist. Der Einsatz neuartiger Materialien etwa erfordert im Allgemeinen mindestens die Entwicklung angepasster Komponenten und dazu passender Zellkonzepte. Das Fraunhofer IFAM daher stets auf die vollständige Betrachtung aller Aspekte – vom Pulver bis zur Zelle.

SOLVERBASIERTE SIMULATIONSUMGEBUNG FÜR DIE TECHNO-ÖKONOMISCHE POTENZIALANALYSE VERSCHIEDENSTER ENERGIESYSTEME | Das Energiesystem der Zukunft muss viele unterschiedliche Herausforderungen meistern. Am Fraunhofer IFAM können mithilfe einer selbst entwickelten Simulationsumgebung verschiedenste Energiesysteme betrachtet und analysiert werden, wobei die Fokusse auf Gebäuden und dem Thema Elektromobilität liegen. Die Simulationsumgebung wurde so entwickelt, dass sie an verschiedenste Anforderungen und Bedarfe angepasst werden kann. Auch können individuelle Annahmen zu möglichen zukünftigen Entwicklungen im Rahmen der Simulations- und Optimierungsrechnungen berücksichtigt werden.

Die Entwicklung und Evaluierung kundenspezifischer Materialien und Klebstoffe gehört zu einem zentralen Arbeitsschwerpunkt unseres Instituts. Klebstoffe als Verbundwerkstoffe spielen dabei eine große Rolle. Die hervorstechenden Eigenschaften dieser Klebstoffe sind darin begründet, dass der Verbund andere Eigenschaften als die Einzelkomponenten besitzt. Hier liegt auch das große Potential, denn es gibt eine Vielzahl an Rohstoffen, die – geschickt formuliert – die Endeigenschaften eines Klebstoffes optimieren können. Dadurch werden dem Klebstoff bestimmte Eigenschaften wie z.B. elektrische oder Wärmeleitfähigkeit, Zähigkeit, Flammenhemmung und auch die immer stärker in den Fokus gerückte Rezyklierbarkeit verliehen.

SIE BENÖTIGEN BESTIMMTE EIGENSCHAFTEN EINES METALLS IN EINEM KUNSTSTOFF? | Dann bietet das Fraunhofer IFAM mit seinen entwickelten Polymerkompositen die Lösung! Die spezielle Compoundtechnik des Fraunhofer IFAM macht es möglich, auf Basis einer großen Bandbreite thermoplastischer Kunststoffe und Elastomere, spezielle Komposite zu fertigen, die zum Beispiel hochelektrisch und / oder thermisch leitfähig sind.

PLAQUE- UND PROLIFERATIONS-ASSAYS FÜR DIE WIRKSAMKEITSPRÜFUNG ANTIBAKTERIELLER UND ANTIVIRALER OBERFLÄCHEN UND BESCHICHTUNGEN | Multiresistente Keime stellen seit Jahren ein ernsthaftes Problem im Gesundheitswesen dar. Covid-19, eine durch SARS-CoV2 ausgelöste Infektionskrankheit, machte die Begriffe Hygiene und Desinfektion zu einem weltumspannenden Alltagsthema. Folglich stieg der Bedarf an antimikrobiellen Technologien (antimikrobielle Beschichtungen, UV-Desinfektion) in vielen unternehmerischen Sektoren, sei es im Gesundheitswesen, in der Autoindustrie, im Baugewerbe oder im öffentlichen Personenverkehr. Dieses breite Anwendungsspektrum birgt unterschiedliche technologische Herausforderungen. Das Fraunhofer IFAM prüft daher nach kundenspezifischen Anforderungen die antimikrobielle Wirksamkeit gegenüber modellhaften Viren, Bakterien und Pilzen.

Das »Zentrum für vernetzte Oberflächen- und Lacktechnik« am Fraunhofer IFAM zeigt die Zukunft der Oberflächenbehandlung. Das hochmodern ausgestattete Technikum verfügt über digital verknüpfte Industrieroboter – wie u. a. Lackierroboter – für die automatisierte Reinigung, Vorbehandlung und anschließende Lackierung von Bauteiloberflächen in Klein- und Großstrukturen. Dabei wird die gesamte Prozesskette digital abgebildet und um Interaktionsmöglichkeiten mithilfe von Virtual und Augmented Reality ergänzt. FuE-Ziele sind u. a. die Realisierung digital vernetzter Oberflächentechniksysteme und -prozesse als auch die Prozess- und Qualitätsoptimierung durch maschinelles Lernen und den Einsatz von AR-/VR-Methoden.

WASSERSTOFF-BARRIEREBESCHICHTUNGEN FÜR TANKS, PIPELINES UND MEHR | Für Wasserstoff-Tanks u.Ä. werden heute noch immer überwiegend metallische Materialien (bspw. Stahl oder Aluminium) entweder als Vollmaterial oder als Liner in polymeren Materialien verwendet, die ein enormes zusätzliches Gewicht darstellen. Damit auch leichte Materialien wie Faserverbundkunststoffe für Treibstofftanks etc. verwendet werden können, die selbst keine ausreichende Barriere für Wasserstoffpermeation bieten, entwickelt das Fraunhofer IFAM Barrierebeschichtungen, die die Durchlässigkeit von Wasserstoff stark reduzieren und damit vielseitige Möglichkeiten für den Leichtbau in Luft- und Raumfahrt, aber auch in anderen Bereichen bieten.

PULVERMETALLURGISCHE UND GIESSTECHNISCHE HERSTELLUNG PORÖSER METALLE | Metallschäume, poröse Metalle und darauf basierende Hybridmaterialien weisen aufgrund ihrer spezifischen Strukturen ein vielfältiges Eigenschaftsspektrum auf. Sie werden inzwischen in vielen Bereichen wie dem Automobilbau oder der Medizintechnik zur Verbesserung technischer Systeme eingesetzt. Das Fraunhofer IFAM bietet verschiedene pulvermetallurgische und gießtechnische Verfahren zur Herstellung von offen- und geschlossenporigen Metallschäumen an.