Neues Material für Membranen und Gasturbinen

Die Materialforschung ist ein Grundstein für die Energiewende – denn dadurch lassen sich die Effizienz steigern, die Speicher ausbauen und Material leistungsfähiger machen. Wenn Gasturbinen höheren Temperaturen standhalten, wird der Schadstoffausstoß verringert. Membranen für Brennstoffzellen oder die Wasserstoffabtrennung könnten günstiger hergestellt werden. Das BMBF fördert zwei Projekte des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung zur Energiewende mit rund 2,6 Millionen Euro.

 

Forschungsstaatssekretär Rachel bei ProtOMem (Forschungszentrum Jülich)
Dr. Mariya E. Ivanova (l.) demonstriert Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel (3.v.r.) die Arbeiten im Projekt ProtOMem. Mit dabei: Prof. Olivier Guillon (2.v.l.), Dr. Jesus Gonzalez-Julian (3.v.l.), Prof. Joachim Mayer (2.v.r.) und Prof. Harald Bolt (r.).
Foto: Forschungszentrum Jülich

„Der Erfolg von Energietechnologien basiert wesentlich auf der Verfügbarkeit geeigneter Materialien“ sagte Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel MdB, der am 24. August 2016 die Förderbescheide an das Forschungszentrum Jülich (FZJ) überreichte. Bei der Materialforschung setzen zwei neue Projekte des Instituts für Energie- und Klimaforschung – Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren (IEK-1) im FZJ an. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert die Vorhaben MAXCOM und ProtOMem im Rahmen der Förderinitiative „Materialforschung für die Energiewende“ mit insgesamt 2,6 Millionen Euro. „Mit den zur Verfügung gestellten Mitteln kann das FZJ sein Profil in der Energieforschung weiter schärfen. Bereits heute ist das Zentrum ein Eckpfeiler der deutschen Energieforschung“, so Rachel. 

MAXCOM – Neues Material für effiziente und flexible Gasturbinen 

Im Rahmen des Vorhabens MAXCOM (MAX-Phasenkomposite) entwickelt Nachwuchsforscher am Forschungszentrums Jülich innovative keramischen Faserverbundwerkstoffen für den Einsatz in Gasturbinen. Grundlage dieser Ceramic Matrix Composites, kurz CMC, sind sogenannte MAX-Phasen: Stickstoff- oder Kohlenstoffverbindungen, die sowohl keramische als auch metallische Eigenschaften aufweisen. Mit dieser neuen Werkstoffklasse soll die Betriebstemperatur von Gasturbinen signifikant erhöht werden können. Denn hier gilt: Je höher die Betriebstemperatur, desto höher der Wirkungsgrad und desto geringer die schädlichen Emissionen. Gleichzeitig wären Turbinenteile aus CMC korrosionsbeständiger und um 40-60 Prozent leichter als aus den derzeit benutzten metallischen Legierungen. 

Ziel von MAXCOM ist die Entwicklung eines marktfähigen Materials auf der Basis von CMC. Leiter des Vorhabens ist Dr. Jesus Gonzalez-Julian. Das BMBF fördert MAXCOM mit gut 1,7 Mio. Euro für eine geplante Laufzeit von fünf Jahren.

ProtOMem – Innovatives Membranmaterial für Energie- und Wasserstoffseparationsanwendungen

Die effiziente Nutzung und Gewinnung von Wasserstoff kann im Energiesystem der Zukunft eine Schlüsselstellung einnehmen. Das Vorhaben ProtOMem arbeitet an Entwicklung und Herstellung protonenleitender, keramischer Membranmaterialien mit optimierter Mikrostruktur und verbesserten Transporteigenschaften. Potentielle Einsatzgebiete sind besonders effiziente protonenleitende Brennstoffzellen (PCFC) und die Abtrennung von Wasserstoff aus Gasgemischen. Die Forscherinnen und Forscher wollen dabei nicht nur die Vorgänge in der Membran auf atomarer Ebene mittels modernster Verfahren analysieren, sondern auch die Möglichkeiten für eine günstige Herstellung der Membrane für den Praxiseinsatz untersuchen. 

ProtOMem ist ein gemeinsames Vorhaben des Forschungszentrums Jülich mit der RWTH Aachen und dem Max-Planck Institut für Festkörperforschung, Stuttgart. Projektleiterin ist Dr.-Ing. Mariya E. Ivanova vom FZJ. Das BMBF fördert die Arbeiten des FZJ mit 886.000 Euro für eine geplante Laufzeit von drei Jahren.

Ansprechpartner:

Prof. Olivier Guillon, Forschungszentrum Jülich
Tel. 02461 61-5181
o.guillon@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Dr. Regine Panknin, Forschungszentrum Jülich
Tel. 02461 61-9054
r.panknin@fz-juelich.de