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Entwicklung maßgeschneiderter Compounds
Neben klassischen Thermoplasten wie Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten oder Styrolcopolymeren sowie deren Blends forschen wir an der Entwicklung von Biopolymeren, Wood Polymer Composites (WPC), Hochleistungskunststoffen, Nanocomposites und thermoplastischen Elastomeren (TPE).

Prozess

Verarbeitung und Weiterbearbeitung von Kunststoffprodukten
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.

Messtechnik

Fehler entdecken und Gefahren minimieren
In der Kunststoffindustrie werden unterschiedliche Prüfmethoden zur Prozessüberwachung und Bauteilprüfung eingesetzt. Sie helfen bei der Schadensanalyse, Qualitätskontrolle und Produktüberwachung. 

Kreislaufwirtschaft

Auch im Abfall stecken wertvolle Rohstoffe
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.

Digitalisierung

Analog war gestern – Industrie 4.0 ist die Zukunft
Die Digitalisierung ist ein Eckpfeiler der modernen Industrie. Sie birgt ein enormes Potenzial, um die Leistungen in der Produktion deutlich zu steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland zu stärken.

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EVOPLAST

Projekt: EVOPLAST

Das Kernstück jeder Brennstoffzelle ist die Membran-Elektroden-Einheit (MEA). Diese reagiert empfindlich auf sogenannte „Leachingprodukte“. Es können durch Abbauprodukte oder „unreine“ Kunststoffe aktive Katalysatorplätze belegt oder die leitfähige Membran geschädigt werden. Die Degradation der Brennstoffzelle kann reversible oder irreversible sein – je nach analysiertem Werkstoff. Daher müssen Anforderungskriterien hinsichtlich Migration von Bestandteilen aus dem Material und des Alterungsverhalten der eingesetzten Kunststoffmaterialien definiert werden.

In diesem Forschungsprojekt sollen Entscheidungskriterien für Eigenschaftsprofile von Thermoplasten definiert werden. Diese finden v. a. Verwendung auf der Anode im PEM-Brennstoffzellensystem (z. B. Gehäuse, Abdeckungen, Halterungen, Pumpen, Dichtungen und Leitungen) und haben somit Medienkontakt. Diese Eigenschaftsprofile werden anhand der folgenden, zu erarbeitenden, Kennzahlen definiert:

  • Bewertung der thermischen- und Medienbeständigkeit
  • Kriterien für Reinheit und Ausschluss von Verunreinigungen sowie
  • Ausschlusskriterien für bestimmte Polymere, Zuschlagstoffe, Additive oder Herstellmethoden

Diese Materialeigenschaften können in Kombination mit den spezifischen Anforderungen einer Brennstoffzelle zu deren Ausfall oder einer reduzierten Lebensdauer führen. Zusätzlich werden Alterungseigenschaften der Materialien im Anodenkreislauf (beeinflusst durch Wasserstoff, Temperatur und Feuchtigkeit) bestimmt und eine in-situ Qualifizierungsmethode für den Einsatz auf der Anodenseite des Systems entwickelt und etabliert, welche eine schnelle und kostengünstige Qualifikation von neuen Materialien zulässt. Die erarbeiteten Entscheidungskriterien können für die Erstellung einer „black list“ für auszuschließende Substanzen verwendet werden – ähnlich wie in der Lebensmitteltechnologie. Dabei sollen alle verwendeten Materialien „off-the-shelf Materialien“ sein, um die teuren, heute maßgeschneiderten thermoplastischen Compounds, Stähle, usw. für die Brennstoffzelle zu ersetzen und somit die Kosten des Systems zu reduzieren. Die Ergebnisse, die durch das Forschungsvorhaben erzielt werden, sind grundsätzlich auf die PEM-Brennstoffzelle und den verschiedenen Betriebszuständen im Anodensystem anzuwenden und tragen damit erheblich zu einer nachhaltigen Entwicklung bei. Gerade Untersuchungen zur Materialqualifizierung auf der Anode sind im aktuellen Stand der Technik kaum zu finden, müssen aber für einen erfolgreiche Etablierung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen auf dem Markt entwickelt werden.
 

Die Bewertungen von Kunststoffkomponenten in PEM-Brennstoffzellen-Anwendungen ist wichtig,
aktuell und hoch relevant, v. a. in Bezug auf:

  • Beständigkeiten
  • Reinheit
  • Ausschluss zu identifizierender Polymere, Additive oder Herstellmethoden

Dies haben uns die Gutachterinnen und Gutachter der AiF Ende 2021 mit einer Benotung von jeweils 8 bis 9 von 10 möglichen Punkten bestätigt. Dennoch wurde die aktuelle Punktegrenze für eine unmittelbare Förderung von ≥ 36 Punkten in der Wiedereinreichung leider nicht überschritten.
 
Das ZBT und das SKZ möchten nun exklusiv mit Ihnen die beschriebenen Aufgaben in einem SKZ-Wegbereiterprojekt erarbeiten. Sie erhalten die Ergebnisse direkt und ausschließlich zu Ihrer eigenen Verwendung.
 

Interessiert?!
Wenn Sie sich an diesem spannenden Forschungsprojekt beteiligen möchten, senden Sie bitte ein kurze E-Mail an m.bosse@skz.de. Ihre Anfrage ist unverbindlich. Gerne berate ich Sie persönlich zum geplanten Ablauf und weiteren Details. Teilen Sie mir bitte ebenfalls mit, in welchem Umfang Sie sich an den Projektkosten beteiligen möchten.
 
Wussten Sie schon?!
Forschungsleistungen können Sie steuerlich im Rahmen des Forschungszulagengesetzes geltend machen!
Auf den Seiten des Bundesfinanzministeriums erfahren Sie, welche rechtlichen Rahmenbedingungen hierfür gelten.
 
Sprechen Sie uns bei Fragen gerne an.
Wir freuen uns, Sie für dieses Thema gewinnen zu können
und diesen alternativen Weg in der Auftragsforschung einzuschlagen. 

Vielen Dank im Voraus für Ihr Interesse und auf bald im Projekt EVOPLAST.

Ihr
Dr.-Ing. Michael Bosse
 

Dr.-Ing. Michael Bosse
Gruppenleiter Materialentwicklung
Würzburg
+49 931 4104-529
m.bosse@skz.de

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