Anzeige der Artikel nach Schlagwörtern: fem

Rund ein Jahr nach dem 100. Geburtstag des Forschungsinstituts Edelmetalle und Metallchemie (fem) und zwölf Monate nach Herstellung der Bodenplatte aus Stahlbeton ist am 17. Oktober das neue Innovationslabor eröffnet worden: Rund 200 Gäste aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft und Forschung kamen nach Schwäbisch Gmünd, um mit Institutsleiter Prof. Dr. Holger Kaßner einen Meilenstein in der Geschichte des fem zu feiern.

15 Monate nach dem Spatenstich steht das Innovationslabor des Forschungsinstituts Edelmetalle + Metallchemie (fem) in Schwäbisch Gmünd kurz vor der Fertigstellung. Derzeit werden letzte Böden verlegt, Büromöbel aufgestellt, die Laboreinrichtungen in die Gebäudeleittechnik integriert und sämtliche Anlagen auf Funktionsfähigkeit geprüft.

Beschichtung von Automobilelektronik aus Aluminium mit Zinnlegierungen Die galvanische Beschichtung von Aluminiumsubstraten mit Endoberflächen für Kontaktanwendungen, wie z. B. Zinn und Zinnlegierungen, ist Stand der Technik, aber aufgrund vielfältiger Vorbehandlungs- und Prozessstufen relativ zeitaufwendig. Eine Implementierung in kontinuierliche Prozesse wie z. B. die Bandbeschichtung würde die Anwendungsmöglichkeiten aluminiumbasierter Werkstoffe deutlich erhöhen, gleichzeitig aber eine deutliche Verkürzung der Prozesszeiten erfordern. Das fem führte Untersuchungen mit Aluminiumsubstraten als Werkstoffe für Leiter und Steckverbinder in der Automobilelektronik durch.

Wegen der geforderten langen Einsatzzeiten von Steckverbindungen werden diese mit Kontaktschmiermittel vorbehandelt. Als Alternative hierzu wurden Silber-Dispersionsschichten mit verschiedenen Trockenschmierstoffen als Dispersoide auf ihre Eignung zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit stromführender Steckverbindungen untersucht.

Am 22. September gab es für das fem in Schwäbisch Gmünd gleich zweifachen Grund zum Rückblick. Das Institut feierte sein 100-jähriges Bestehen, zugleich erfolgte der offizielle Stabswechsel bei der Institutsleitung. Nach 28 erfolgreichen Jahren mit Dr. Andreas Zielonka an der Spitze leitet künftig Nachfolger Prof. Holger Kaßner die renommierte Forschungseinrichtung.

Der Heinz-Leuze-Preis geht in diesem Jahr an vier Wissenschaftler des Forschungsinstituts für Edelmetalle und Metallchemie fem in Schwäbisch Gmünd. Das wurde auf der Eröffnungsveranstaltung der ZVO-Oberflächentage in Leipzig am 14. September 2022 bekannt gegeben.

Leiterin der neuen Abteilung Elektrochemische Energiesysteme am Forschungsinstitut Edelmetalle und Metallchemie fem, Interview: Robert Piterek

Welche Ziele verfolgen Sie am Forschungsinstitut Edelmetalle mit der neuen Abteilung Elektrochemische Energiesysteme (EES)?

Wir glauben an grüne Energie und vereinen unsere traditionellen Stärken der Oberflächentechnologie, Materialwissenschaft und Elektrochemie, um sie zu realisieren. Die neue Abteilung wird einen signifikanten Beitrag zur Energiewende leisten und die Zukunft mitgestalten. Wir werden die Ausstattung des fem mit neuen Prüfständen und Charakterisierungsmethoden weiter ausbauen. Brennstoffzellen, Batterien und Elektrolyseure spielen eine Schlüsselrolle für eine klimafreundliche und treibhausgasneutrale Wirtschaft. Innovative Herstellungsmethoden sowie die Entwicklung, Optimierung und Charakterisierung von Komponenten wie Elektroden und Elektrokatalysatoren sind unsere Kernkompetenzen. Ziel ist es, Lösungen für die wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen in elektrochemischen Energiesystemen zu finden und Zielkonflikte zwischen Effizienz, Leistungsdichte, Betriebszeit, Umweltfreundlichkeit, Sicherheit und Kosten aufzulösen. Darüber hinaus forschen wir an kostengünstigen und umweltfreundlichen Batterien, die auf Rohstoffen wie z. B. Schwefel, Calcium und Zink basieren. Auf dem Gebiet der Wasserstoff-Elektrolyse und der Brennstoffzellen verwenden wir nachhaltige Materialien und verzichten auf teure und problematische Rohstoffe. In diesem Zusammenhang setzen wir unseren Fokus verstärkt auf die Rückgewinnung von Rohstoffen und die Etablierung einer Kreislaufwirtschaft.

Fließen auch Investitionen in Ihre neue Abteilung?

Die neue Abteilung ist ja keine völlige Neugründung, sondern hat sich in den letzten zehn bis zwanzig Jahren innerhalb der Elektrochemie – die seit 1926 mit zu den Ursprüngen des fem gehört – mit ihren ganz eigenen Schwerpunkten Wasserstoff- und Batterietechnik entwickelt. Dabei gehört es seit rund zehn Jahren zu meinen Aufgaben, die Batterieaktivitäten am fem zunächst auf- und dann immer weiter auszubauen. Der früheren Abteilungsleiterin Dr. Renate Freudenberger haben wir im Hinblick auf Brennstoffzellen- und Elektrolyseaktivitäten viel zu verdanken. Es ist also schon viel in die Labor- und Geräteausstattung, in hochqualifiziertes Personal und den Aufbau von Netzwerken und Kooperationen mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie investiert worden. Mittlerweile aber stoßen wir am fem an unsere räumlichen Grenzen. Die nächste große und wichtigste Investition wird daher unser Neubau, das Innovationszentrum K15 sein. Dort wird es ab kommendem Jahr viel Raum für den technischen und personellen Ausbau meiner Abteilung geben, darunter einen Brennstoffzellenprüfstand.

Wie hängt die Arbeit der neuen Abteilung mit Ihrem Engagement in der Initiative Hy-FIVE zusammen, das kürzlich besiegelt wurde?

Meine Abteilung unterstützt das Engagement des fem im Rahmen der Initiative Hy-FIVE. Wir sind sehr glücklich, einer der 19 Projektpartner in Baden-Württemberg zu sein. Ziel des Projekts ist zum einen der Aufbau und Betrieb eines integrierten Netzes von Elektrolyseuranlagen, Tankstellen und Pipelines, zum anderen die Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie in anwendungsorientierten FuE-Projekten. Am fem werden wir unsere Aktivitäten auf dem Gebiet der Wasserstofftechnologie durch den Aufbau einer Cluster-Anlage weiter intensivieren. Diese Anlage wird es uns ermöglichen, in direkter Zusammenarbeit mit KMU und Industrie neuartige Materialien, Werkstoffe und Oberflächen für Brennstoffzellen und die Elektrolyse zu entwickeln. Mehr zur Initiative Hy-FIVE auf S. 995

Das Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie fem ist Teil der Forschungs- und Entwicklungsinitiative Hy-Five zur Etablierung einer Modellregion Grüner Wasserstoff in Baden-Württemberg. Der Stellvertretende Institutsleiter des fem, Prof. Dr. Holger Kaßner, nahm die Prämierung bei einer Kick-Off-Veranstaltung in Schwäbisch Gmünd am 4. Juli von Baden-Württembergs Staatssekretär Dr. Andre Baumann für das Institut entgegen, das insbesondere auf den Gebieten Materialwissenschaft und Oberflächentechnik forscht.

Batterien und Wasserstoff sind in aller Munde – sind sie doch zweifelsohne die Schlüsseltechnologien für eine erfolgreiche Energiewende und die Mobilität der Zukunft. In den letzten Jahrzehnten haben sie kontinuierlich an Bedeutung gewonnen und entwickeln heute, in Zeiten wachsender Versorgungsunsicherheit und des Abschieds von fossilen und nuklearen Energieträgern, eine ungeheure Dynamik. Am fem werden bereits seit über zwanzig Jahren innovative und anwendungsnahe Lösungen für Brennstoffzellen, Elektrolyse und neuartige Batterien entwickelt.

In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer aktuellen Literaturrecherche und die von eigenen Laborversuchen aus einem F&E-Vorhaben zur Entwicklung von Prozessen für die galvanische Abscheidung von Palladium und seinen Legierungen aus aprotischen Ionischen Flüssigkeiten vorgestellt. Die Auswertung der Literaturdaten und der eigenen Laborversuche zeigen, dass prinzipiell eine Reihe von technisch interessanten Palladiumlegierungen wie Pd/Ag, Pd/Au, Pd/Sn, Pd/In, Pd/Cu und Pd/Ni aus luft- und feuchtigkeitsstabilen Ionischen Flüssigkeiten vom Typ [Bmim]⁺ [BF₄/Cl]^- abgeschieden werden können. Die Zusammensetzung der einzelnen Legierungsschichten kann durch die Ausgangskonzentrationen der einzelnen Metallspezies und durch die Stromform (galvanostatisch vs. Pulsstrom) direkt beeinflusst werden. Momentan ist die aprotische Abscheidung von Pd-Legierungsschichten in einer Schichtdicke von > 1 µm noch aufwendig. Andererseits kann aus den vorgestellten Ionischen Flüssigkeiten eine Vielzahl an verschiedenen Pd-Legierungen elektrochemisch abgeschieden werden.