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Die 7. NRW Nano-Konferenz

Die Konferenz

Diese fand vom 7. bis 8. Dezember 2016 in Münster statt. Ca. 700 Gäste aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik waren gekommen, um in einen interdisziplinären Dialog über Chancen, Risiken und Potenziale der Nanotechnologie zu treten. Sie kamen aus 14 verschiedenen Ländern einschließlich der USA und Canada. Die im 2-Jahres-Turnus in Dortmund oder Münster abgehaltene Konferenz bot Fachvorträge hochkarätiger Referenten aus Unternehmen und Forschungsinstituten zu aktuellen Trends der Nanotechnologie.

Optische Technologien, noch vor wenigen Jahren von Ausnahmen abgesehen nur Gegenstand von Forschung und Entwicklung, brechen zunehmend in neue Einsatzgebiete auf und ersetzen in der Industrie herkömmliche Techniken und Verfahren. Die Palette der Anwendungen reicht von der Photovoltaik und Optoelektronik über die industrielle Bildverarbeitung bis hin zur Medizin- und 3D-Printingtechnik. Insbesondere die Lasertechnik spielt dabei eine wichtige Rolle.

In Betrieben der Oberflächentechnik können durch den Einsatz einer Direktbeheizung der Energiebedarf und damit die Kosten gesenkt werden, wie der folgende Beitrag zeigt.

1 Einführung

Die galvanische Oberflächenveredlung benötigt oft wässrige Bäder, die erst bei Temperaturen über 70 °C, oft sogar erst bei 95 bis 98 °C gut und effektiv arbeiten. Unter anderem ist dies für die Nachverdichtung/das Sealing beim Eloxieren (über 95 °C), bei Glanzbädern (65 bis 80 °C) für die Aluminiumveredlung oder auch bei chemisch Nickelprozessen (85 bis 93°C) notwendig. In allen Fällen handelt es sich um wässrige Lösungen, welche eine hohe Wärmekapazität aufweisen und die auf eine Beheizung somit relativ träge reagieren.

Die Jahrestagung des ForschungsVerbunds Erneuerbare Energien (FVEE) am 2. und 3. November 2016 im Berliner Umweltforum stand unter dem Motto „Forschung für die Energiewende – Die Gestaltung des Energiesystems“. Folgt man den Beschlüssen der Pariser Klimakonferenz, dann muss die Energieversorgung bis Mitte des 21. Jahrhunderts klimaneutral erfolgen. Der Ausbau der erneuerbaren Energien spielt dafür eine Schlüsselrolle. Um das Ziel einer nachhaltigen Energieversorgung zu erreichen, gibt es verschiedene Wege. Die Tagung des FVEE beschäftigte sich mit der Frage, welche Optionen die Politik hat, die Energiewende zu einem Erfolg zu führen und die gesetzten Klimaziele zu erreichen und welchen Beitrag die Forschung dazu leisten kann.

Herstellungsprozess von Elektroden für Lithium-Ionen Batteriezellen

4            Elektrodenfertigung

Entlang der Wertschöpfungskette ist die Elektrodenfertigung ein entscheidender Schritt für eine qualitativ hochwertige und effiziente Gesamtfertigung. Eine Voraussetzung dafür ist der Einsatz von hochwertigen Ausgangsmaterialien (Lithium-Metall Oxide, Grafit etc.), welche in Abhängigkeit vom Produzenten sehr starken Schwankungen unterworfen sein können. Aus diesem Grund geht der Elektrodenproduktion in der Regel eine ausführliche Wareneingangskontrolle voraus, um gleichbleibende Eigenschaften wie Partikelgrößenverteilung oder chemische Zusammensetzung gewährleisten zu können, welche einen starken Einfluss auf die Güte der Zellen haben.

Wer mit offenen Augen durch Deutschland fährt, sieht die Auswirkungen der Energiewende nun fast überall. Im Norden drehen sich die Windräder und je weiter südlich man kommt, desto mehr Photovoltaik-Anlagen auf Freiflächen und Dächern sind zu sehen. Das Landschaftsbild hat sich gewaltig geändert. Allen wird es nicht gefallen, aber Braunkohletagebaue sind auch nicht gerade ein Hingucker!

Wie sieht es nun aber mit der Effektivität von Photovoltaik-Anlagen im Winter aus? Einerseits scheint die Sonne im Winter kurz und andererseits wird die tiefstehende Sonne auch noch durch eine Schneedecke auf den Modulen an ihrer „Arbeit“ gehindert. Photovoltaik-Anlagen erzielen Dreiviertel ihres Jahresertrages im Sommer auf Grund des starken und langen Lichteinfalls.

Cu-Ni-Cr: Ersatz für die Nickelzwischenschicht

Frage: Wir vernickeln und verchromen seit vielen Jahren Möbelbeschläge, Badezimmer-, Esstischzubehör wie Serviettenringe und eine Reihe kleinerer Gebrauchsgegenstände. Das sind zwar keine Teile, die ständig Körperkontakt haben und daher der Nickelbegrenzung nach DIN EN 1811-2015-10 bzw. den entsprechenden Vorschriften von REACh unterliegen. Wir möchten uns aber für den Fall vorbereiten, dass dies doch einmal eintreten könnte und überlegen daher, die Nickelzwischenschichten zu ersetzen. In der Literatur lesen wir, dass sich Weißmessing dazu eignen würde und überlegen, wie wir am besten vorgehen sollen.

Unternehmen unterstützen die Fachschule durch Sachspenden

Allseits bekannt ist die Tatsache, dass sich Verunreinigungen auf nachfolgende Beschichtungssysteme negativ auswirken bzw. zu Beschichtungsstörungen führen können. Dabei gilt es das Zusammenspiel von Chemie, Mechanik, Temperatur und Zeit (Sinner’scher Kreis) im Rahmen der industriellen Teilereinigung zu verstehen und zu quantifizieren.

Nano- und Galvanotechnik – passt das zusammen?

Ich schreibe diese Kolumne während meines Aufenthalts auf der Nanotech 2017 in Tokio, der weltweit größten Fachmesse für Nanotechnologie. Interessanterweise ist diese Veranstaltung mit der SurTech, der japanischen Fachmesse für Oberflächentechnik mit dem dominierenden Schwerpunkt Galvanotechnik, gekoppelt.

Indiens Satellitenindustrie im Aufschwung

Die aufkommende indische Satellitenindustrie ist vor kurzem wieder in die Schlagzeilen geraten. Am 15. Februar 2017 wurden 104 Satelliten, davon 84 kleine Satelliten von Planet Labs, in das All gebracht. Das Gesamtgewicht der 104 Satelliten betrug 650 Kilo. Ein anderer Satellit mit 750 Kilo Gewicht wurde zeitgleich transportiert. Die indische Weltraumforschungsorganisation ISRO (Indian Space Research Organisation), die für die Weltall-Programme Indiens zuständig ist, war bisher auch in der Produktion von Satelliten in Indien führend, weil es dem Privatsektor bisher nicht erlaubt war, Satelliten herzustellen. Die indische Regierung hat jetzt die Privatindustrie eingeladen, in diesen Bereich zu investieren und gleichzeitig Restriktionen aufgelöst.

Kürzlich fand im Gründer- und Technologiezentrum Solingen der sechste Galvano- und Oberflächentechnik-Treff statt. Die Themen des Treffens zeigten wieder deutlich wie umfangreich die Oberflächentechnologie ist. Schwerpunkte waren unter anderem Oberflächentechnik in der Medizintechnik, die Beschichtung von 3D-gedruckten Bauteilen, moderne Prozesssteuerung in der Galvanotechnik und sensorische Dünnschichtsysteme zur Kenndatenerfassung. Ausrichter war der Verein Kompetenznetzwerk für Oberflächentechnik in Hattingen sowie das Solinger Institut für Galvano- und Oberflächentechnik (IGOS). Das Treffen mit ca. 50 Teilnehmern war neben dem Austausch von Wissen auch eine Kontaktplattform für Gleichgesinnte.

Präsident Trump – und die Botschaft an die deutsche Industrie – verstehen

Die Amerikaner (wie auch andere) fangen langsam an, ihren neuen Präsidenten zu verstehen. Oder zumindest glauben sie das. Da er zuvor noch nie etwas mit Politik zu tun hatte, ist er ein Mann mit steiler Lern- kurve – denn er muss lernen, dass, auch wenn der Präsident der USA „der mächtigste Mann der Welt“ ist, diese Macht ihre Grenzen hat. Präsident Obama war die meiste seiner achtjährigen Amtszeit von Senat und Kongress frustriert. Präsident Trump muss sich jetzt mit diesen mächtigen Organen beschäftig- ten, auch wenn (anders als bei Obama) seine eigene Partei, die Republikaner, beide Häuser kontrolliert. Die gute Nachricht ist (wie Präsident Trump selbst sagt), dass er akzeptiert, dass einige seiner Kabinettsmitglieder seine Ansichten nicht teilen und er ihren Rat annehmen wird. Einige seiner mächtigsten Kabinettsmitglieder (frühere hochrangige Generäle) sind keine Russland-Liebhaber. Eine wichtige Nachricht für die deutsche Industrie ist, dass die Sanktionen gegen Russland – von denen viele europäische Unternehmen betroffen sind – höchstwahrscheinlich nicht so bald aufgehoben werden.

REACh verfolgt mehrere Ziele gleichzeitig, sowohl in Richtung Risikoverringerung als auch Ökonomie. Doch egal, welche Ziele definiert werden, eine Verordnung muss sich an ihrer Zielerreichung (Effektivität) und am notwendigen Aufwand (Effizienz) messen lassen.

Steigerung der Arbeitseffektivität mit Ingenieursoftware zur Behälterberechnung

Als in den 50er Jahren erste vollthermoplastische Behälter statisch dimensioniert wurden, beschränkte sich die Auslegung auf die Anwendung der Kesselformel. Erst mit den zunehmend komplexeren Anwendungsgebieten von vollthermoplastischen Tanks wurde eine differenzierte Betrachtung notwendig.

Für alle Behälterkonstruktionen, bei denen ein thermoplastischer Werkstoff (PE, PP oder auch PVC) als statisch tragendes Bauteil angesetzt wird, bildet die DVS-Richtlinie (Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V.) die erforderliche Rechtsgrundlage und wird weltweit als aktueller Stand der Technik akzeptiert.

Was sonst noch geschah

Mit den Themengebieten „Update REACh“, „Forum Bauteilreinigung“, „Industrie 4.0“ und „Neue Herausforderungen für die Galvano- und Oberflächentechnik“ wurden die ZVO-Oberflächentage 2016 abgerundet. Lesen Sie hier eine Zusammenfassung.

Chemische Dickvernickelung von Formmatrizen für die Herstellung von Weltraumteleskopen Einleitung

Kürzlich wurde die Projektlaufzeit des am 10. Dezember 1999 mit der Trägerrakete Typ Ariane 5 in den Weltraum entsendeten Röntgenteleskops „XMM-Newton“ um weitere zwei Jahre verlängert. Ein großer Erfolg für die Europäische Weltraumagentur ESA und gleichzeitig Anlass, an die galvanotechnischen Herausforderungen bei der Herstellung des Teleskops vor rund 25 Jahren zu erinnern. Am 24.09.1991 fand hierzu das erste Projektgespräch über die Beschichtung der Abformmatrizen mit chemisch Nickel bei der Umicore (ehem. Demetron/Degussa) in Schwäbisch Gmünd statt.

Vinylschallplatten werden noch heute mittels Galvanoformung hergestellt

1887 ist es dem Deutsch-Amerikaner Emil Berliner gelungen, auf galvanotechnischem – genauer gesagt auf galvanoplastischem – Weg ein Zink-Positiv und von diesem ein Negativ einer Platte herzustellen, das als Stempel zur Pressung beliebig vieler Positive genutzt werden konnte. Die Schallplatte war geboren und feiert in diesem Jahr ihren 130. Geburtstag.

Mit einer Diskussion der Perspektiven – Fortsetzung aus Heft 2/2017

Nach Jahren einer empfundenen Stagnation in der Entwicklung der Wasserstofftechnologien beobachtet man neuerdings wieder verstärkte Aktivitäten im Be- reich der Herstellung, Speicherung und Verwertung von Wasserstoff. Zeitweise hohe Überschüsse von so genanntem grünen Strom ließen sich zudem gut im Rahmen einer Wasserstofftechnologiestrecke verwerten. Auch die ersten nennenswerten, technischen Elektrolysen waren an regenerative Energiequellen gebunden. Wasserkraftwerke an europäischen und nordamerikanischen Flüssen bildeten die Grundlage für Großelektrolysen, in denen auch Wasserstoff als Neben- oder Hauptprodukt erhalten wurde. In Askov (Dänemark) wurde erstmalig Wasserstoff aus Windstrom generiert. Der Beitrag gibt eine Übersicht zu diesen Anfängen und diskutiert Perspektiven.//

After a longer time, felt like a stagnation of hydrogen technology development, nowadays, more activities in the field are apparent considering generation, storage and use of hydrogen. Temporary high surplus of electricity from so-called green energies has led worldwide to new considerations. In addition, the very first technical hydrogen generation at larg- er scale was based on green energy sources such as waterpower – due to economic reasons. Hydropower plants in Europe and Northern America were used to produce hydrogen as a side or main product. For the first time, in Askov (Denmark) hydrogen was generated from wind energy conversion into electricity. The paper gives an overview mainly over the beginning of electrochemical hydrogen production. Development in future is discussed.