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• Schnell-Check-Tool zeigt Einsparpotenziale
• Kraftstoffe der Zukunft

Synthetische Kraftstoffe gelten als realistische Alternative, um den Autoverkehr klimafreundlicher zu machen. Porsche geht die Aufgabe an. Porsche will die Entwicklung synthetischer Kraftstoffe - sogenannter eFuels – künftig selbst vorantreiben. Die Technologie sei vor allem deshalb so wichtig, weil der Verbrennungsmotor die Autowelt noch viele Jahre dominieren werde, sagt Entwicklungsvorstand Michael Steiner. „Wenn man die Bestandsflotte perspektivisch nachhaltig betreiben will, dann sind eFuels ein elementarer Bestandteil“, betont er. „Wir haben ein Team, das nach geeigneten Partnern sucht, die mit uns Pilotanlagen bauen und den Nachweis führen wollen, dass die Prozesskette funktioniert und industrialisierbar ist“, so Steiner. Man wolle diese Kette mitgestalten, sie aber auch nicht bis ins kleinste Detail allein definieren.

Elektrische Energie ist das einzige Produkt, das immer wortwörtlich im selben Moment erzeugt werden muss, in dem es verbraucht wird. Dennoch ist sie praktisch immer im vollen Umfang verfügbar – ob nun in Anspruch genommen oder nicht. Wie geht das? Und können Galvanik-Anlagen vielleicht dazu beitragen, dass dies so bleibt? Minuten-Reserve – Tertiär-Regelung: Die Aufgabe der Minuten-Reserve oder Tertiär-Regelung „mFRR (manual frequency restauration reserve)“ ist eigentlich die gleiche wie die der Sekundär-Regelung. Sie wird jedoch, wie der Name sagt, manuell gesteuert und ist entsprechend langsamer. Sie dient der wirtschaftlichen Optimierung, indem von der schnellsten auf die kostengünstigste Möglichkeit übergegangen wird. „Minutenreserve wird zur Ablösung der Sekundär-Regelenergie eingesetzt, ist mit einer Vorlaufzeit von bis hinunter zu 7,5 Minuten zur erbringen und wird mindestens 15 Minuten lang in konstanter Höhe abgerufen.“

Auch noch 2030 werden ganz viele Autos ganz viel Kraftstoff tanken: Mit Prognosen ist das ja immer so eine Sache – vorherzusagen, welche Antriebe zukunftssicher sind, ist schwierig. So schätzt die Deutsche Energie-Agentur, dass im Jahr 2030 die meisten der neu zugelassenen Pkw noch einen Verbrennungsmotor haben werden. Auch wenn 2030 geschätzte 10 bis 13 Millionen Elektroautos auf unseren Straßen fahren, sind noch über 70 Prozent der Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren unterwegs. Also werden in den nächsten Jahren noch viele Kraftfahrzeuge Kraftstoff tanken. Fossile Kraftstoffe – wie bisher – sollen es möglichst nicht mehr sein, damit die CO₂-Emissionen aus dem Verkehrssektor endlich reduziert werden. Hoffnungen werden deshalb in die Biokraftstoffe und synthetisch hergestellte „Electrofuels“ gesetzt.

• Bei Leckagen: Know-how und Bindemittel
• Messstationen zum Mieten
• Neue Methode der Abwasserbehandlung senkt die Kosten nachhaltig
• Betriebliche Zahlungen vom Privatkonto machen dieses zum Geschäftskonto

Wasser ist eine lebensnotwendige und damit unverzichtbare Ressource, allerdings in seinem Verhalten oft auch eine merkwürdige Flüssigkeit. Anhand bekannter Beispiele erfolgt deshalb ein Brückenschlag zwischen Wasser als Ressource einerseits und Phänomenen bzw. Anomalien, die auf Grund der besonderen Struktur des Wassermoleküls im System Wasser auftreten, andererseits, um komplexe Zusammenhänge und Handlungsoptionen erkennen zu können. Als ich in der Fachzeitschrift Galvanotechnik über „Stoffverlustminimierung in der Oberflächenveredlung – verallgemeinerte Ergebnisse einer langjährigen Forschungsförderung“ berichtet habe, spielte selbstverständlich auch Wasser eine große Rolle. Wasser muss bekannterweise zum Ansetzen von Prozesslösungen und zum Spülen behandelter Werkstücke bestimmte Qualitätskriterien erfüllen. Der Wasserbedarf ist durch mehrstufige Spültechnik und Wasserkreislaufführung zu minimieren, um Kosten zu senken und den Einsatz von Trinkwasser zu verringern oder sogar zu vermeiden.

Der Mensch geht gefährlich fahrlässig mit dem Trinkwasser um: In den 1990er Jahren hat ein Marktforschungsinstitut – im Auftrag eines bekannten Mineralbrunnens – eine Umfrage in Deutschland gemacht. Einzige Frage: „Was ist das wichtigste Lebensmittel des Menschen?“ Mehr als 70 % der Befragten antworteten spontan mit „Brot“. Die restlichen 30 % der Befragten machten Späße, indem sie mit „Schnaps“, „Filetsteak“ oder „Pasta“ antworteten. Tatsächlich fiel nur etwas über 12 % das Richtige ein: Wasser! Kein Wunder. Zunächst wird Brot doch in so wunderbarem Politikergeschwätz wie: „Das Unternehmen XY gibt den Menschen der Region Arbeit und Brot“ strapaziert. Oder in der Redewendung, dass man bei jemandem in Lohn und Brot steht.“ Im Vaterunser, dem wohl wichtigsten und meistgebeteten Gebet der Christenheit heißt es „... unser täglich Brot gib uns heute.“

• RadarGlass – Vom Autoscheinwerfer zum Radarsensor
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• Graphen-basiertes Filtersystem eliminiert auch Covid-19 Partikel
• Kaltes Plasma in der Elektroindustrie: Neues Handgerät optimiert Oberflächen

Coronabedingt zog die PSE (International Conference on Plasma Surface Engineering) im vergangenen Herbst von Garmisch nach Erfurt.
Die Konferenz: Organisiert wurde die Veranstaltung von der European Society of Thin Films (EFDS) mit Unterstützung vom European Joint Committee on Plasma and Ion Surface Engineering (EJC/PISE) und PLASMA GERMANY. Die Messe Erfurt mit ihren großzügigen, lichtdurchfluteten Räumlichkeiten war ein hervorragender alternativer Veranstaltungsort, mit strengen aber erfüllbaren Auflagen für die Sicherheit und Gesundheit der Teilnehmer. Erfurt bot alle Möglichkeiten und so war die Konferenz mit 224 Teilnehmern, 42 Ausstellern und 144 Vortragenden eine zwar kleinere, aber durchaus attraktive Schwester ihrer großen Vorgängerkonferenzen. Die PSE war immer ein etabliertes und führendes Forum auf dem Gebiet der plasma-, ionen- und partikelstrahlunterstützten Oberflächenmodifikation und Dünnschichttechnologie. Schwerpunkt der Konferenz war dieses Jahr „Plasmatechnologie für neue Energiekonzepte“.

Schon in vergangenen Jahrhunderten strebte der Mensch nach der Erweiterung seines Wissens und seines Lebensraumes. Auch der Phantasie waren keine Grenzen gesetzt. Inseinem 1638 erschienenen Buch „The Man in the Moone“ beschreibt Francis Godwin, wie eine Figur namens Domingo Gonzales in einem von einer Gänseschar gezogenen Streitwagen auf den Mond befördert wird. Angeregt durch dieses Buch veröffentliche John Wilkins, ein 24-jähriger Absolvent der Universität Oxford, im gleichen Jahr die erste Ausgabe seines Buchs „The Discovery of a World in the Moone“. Er beschrieb und entwarf verschiedene Fluggeräte, die durch Menschenkraft angetrieben oder von Vögeln gezogen werden. Er war schon damals davon überzeugt, dass es auch möglich ist, einen mechanischen fliegenden Streitwagen zu bauen.

Trotz der Coronapandemie sind wir schon jetzt komplett handlungsfähig!

Galvanotechnik: In der Betriebswirtschaft kennt man den Begriff des „antikyklischen Verhaltens“. Haben Sie nicht etwas zu sehr antizyklisch gehandelt, indem Sie ausgerechnet jetzt ein Unternehmen eröffnet haben?

Ralf Brenner: Ganz und gar nicht. Natürlich ist es momentan schwierig, aber der Bedarf an hochwertigen Anlagen, professionell geplant, ist da. Und sogar noch mehr: Unsere Kunden beglückwünschen uns zu unserem Schritt in die Selbständigkeit, da es für sie immer schwieriger wird, kompetente Anlagenbauer für die anstehenden Projekte zu finden.

Alte Kohlenstoff-Nanoröhre aus Süd-Indien: Die neueren Methoden der Analytik ermöglichen uns, Materialien in neuem Blickwinkel zu sehen und die Ergebnisse wissenschaftlich zu interpretieren. Praktisch jede Fachrichtung, darunter die Archäologie, hat von diesen Entwicklungen profitiert. Die Materialwissenschaften haben von den Forschungen im Bereich Kohlenstoff-Nanoröhre (CNTs) profitiert und viele Entdeckungen zu ihren Eigenschaften haben praktische Anwendungen gefunden. Aller Wahrscheinlichkeit nach waren die CNTs den alten Zivilisationen schon bekannt. Die Damaszenerklinge ist ein typisches Beispiel dafür. In einem Forschungsprojekt mit sieben Institutionspartnern haben Archäologen in Indien schwarze Beschichtungen auf 2500 Jahre alten Keramik-Fragmenten analysiert. Die Muster wurden in Keeladi, Tamil Nadu, Süd-Indien entdeckt.

2021: Ein Jahr der Freuden, Veränderungen und des Bedauerns? Wenn das neue Jahr beginnt, dürfen wir Vorhersagen machen, sowohl düstere als auch optimistische. In den USA wird es zum Zeitpunkt des Erscheinens dieser Ausgabe der „Galvanotechnik“ einen neuen Präsidenten geben, Joe Biden, der ein viel besserer Freund Europas sein wird als sein Vorgänger D. Trump. Präsident Trump hat seine Verbündeten, ob Kanada, Deutschland oder Südkorea, einfach nicht geschätzt. Oft war er recht unfreundlich zu deren Regierungen. Präsident Biden hat mehr Verstand und bessere Manieren, er wird die NATO schätzen – aber den Druck auf die Partner, einschl. Deutschland, aufrechterhalten, ihren vollen Anteil einzubringen. Auf Deutschland, seinen vollen Anteil an den NATO-Beiträgen zu zahlen, was einige NATO-Partner in der Vergangenheit nicht getan haben.<

Instandhaltung und Pflege diverser Kulturgüter erfordern besondere Sorgfalt und schonenden Umgang, insbesondere mit Oberflächen. Ein neuartiger Schaum aus einem Zuckertensid ist wirksam und biologisch abbaubar. Dr. Heinrich Piening hat zweifellos einen der schönsten Arbeitsplätze, den die deutsche Arbeitswelt zu bieten hat. Der stellvertretende Leiter des Restaurationszentrums der Bayerischen Verwaltung der staatlichen Schlösser, Gärten und Seen (übrigens der größte Museumsträger Deutschlands), arbeitet mitten in München – im Südflügel von Schloss Nymphenburg. Ihm und den rund 50 Mitarbeitern der Abteilung obliegt die Pflege, Wartung und Instandhaltung diverser Kulturgüter, unter anderem sind 40, teils prächtige, Kutschen im Bestand. Die älteste stammt etwa aus dem Jahr 1720, die neueste wurde noch zu Zeiten des Ersten Weltkrieges gefertigt.

Lochfraßkorrosion: Die häufigste Korrosionsart bei Aluminium ist die Lochfraßkorrosion. Sie frisst punktweise Löcher in die Oberfläche, d. h. sie ist inhomogen verteilt. Damit erhebt sich die Frage, wie „Lochkeime“ entstehen und wachsen. Der Galvaniseur weiß, dass seine beschichteten Werkstücke an bestimmten Stellen besonders gefährdet sind. Solche Stellen sind:

• Die Spuren der Schnittwerkzeuge an den Schnittkanten
• Kratzer
• Poren
• Risse
• Sacklöcher.

Ähnlich verhält es sich mit den Fehlstellen an den „glatten“ Oxidschichten. Dabei sind es vor allem heterogene Bereiche in der Legierung (Ausscheidung von Legierungsbestandteilen, intermetallische Phasen usw.), die zu einer Fehlstelle in der Oxidschicht führen. Hinzu kommen Angriffe auf die Schicht durch Chlorid oder zu hohe oder zu niedrige pH-Werte. Aufgrund der unterschiedlichen Möglichkeiten der Anfangsschädigung gibt es auch unterschiedliche „Starttheorien“.

Umrüstung auf Hochleistungsvernickelung an der Gestellanlage: Wir verfügen über eine Gestellanlage, in der ausschließlich Stahlteile galvanisch hochglänzend vernickelt werden. Der Nickelelektrolyt besteht aus zwei Wannen mit je drei Stationen. Das Volumen pro Wanne beträgt 6000 Liter. Unser Problem ist, dass die Anlage zu 100 % ausgelastet ist und wir zeitweise Probleme haben, die Kundenaufträge termingerecht zu beschichten. Das Nadelöhr ist die Vernickelung. Die Vorbehandlung würde die doppelte Kapazität bewältigen, die Vernickelung (im Durchschnitt circa 12–20 µm) benötigt aber Zeit. Ein Anbau oder gar Neubau der Anlage ist leider nicht möglich. Aufgrund dessen würden wir gerne den Vernickelungsprozess beschleunigen. Derzeit haben wir einen Wattsschen Elektrolyten im Einsatz. Betrieben wird er bei 60 °C, einem pH-Wert von 4,2 und einem Nickelgehalt von 65 g/L.

Die Spaleck Oberflächenveredlung GmbH hat vor kurzem in einem Galvanikautomaten die bisherigen Chrom(VI)-Prozesse auf das umweltschonendere Chrom(III)-Verfahren des Oberflächenspezialisten SurTec umgestellt. Wenn verchromte Armaturen glänzen oder die Griffe von Schränken und Türen auch nach Jahren noch in edlem Glanz erstrahlen, ist das in vielen Fällen der Spaleck Oberflächenveredlung GmbH aus Greiz in Thüringen zu verdanken. Vor fünfundzwanzig Jahren hat die 1991 gegründete Firma den Bereich der dekorativen Gestellgalvanisierung intensiv erweitert. Heute sind 45 Mitarbeiter damit beschäftigt, Oberflächen aus Zink-Druckguss, Messing oder Stahl mit Beschichtungen höchster Qualität zu versehen. Die dekorativen Veredlungen verleihen den Komponenten nicht nur eine hohe Oberflächengüte, sondern auch bedarfsgerechten Schutz – auch bei komplexen Anforderungsprofilen.

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.

Die Eigenschaften der neuen Silber-Palladium-Legierung lassen sich hervorragend für Anwendungen im Bereich der elektrischen Kontaktoberflächen und Steckverbinder nutzen. Insbesondere die erhöhten Anforderungen an Silberschichten aus dem Umfeld der Elektromobilität, wie höhere Härte und verbesserte Abrieb- und Temperaturbeständigkeit zeigen die Notwendigkeit von verbesserten Schichten und Schichtsystemen. Im Vergleich zu etablierten Hartgoldschichten kann die Silber-Palladium-Legierung auch ein deutliches Edelmetalleinsparpotenzial bieten. Die galvanische Beschichtung der Kontaktoberflächen erfolgt in einem Silber-Palladium-Legierungselektrolyt, dieser ist frei von cyanidischen Komplexen und kann in einen konventionellen Galvanikablauf integriert werden.

Bei stromführenden Steckverbindungen in der Elektroenergietechnik ist der Einsatz von Kontaktschmiermitteln Stand der Technik. Als Alternative dazu sollten selbstschmierende Dispersionsschichten galvanisch abgeschieden und anschließend charakterisiert werden. Im Rahmen der Arbeit war es möglich, verschiedene als Festschmierstoffe bekannte Partikel (Grafit, hBN, MoS₂, WS₂, Bi₂S₃ und SnS) in eine Silbermatrix einzubauen. Ag-Grafit wurde hierbei als Referenzsystem zur Beurteilung des Reib- und Verschleißverhaltens der weiteren Partikel herangezogen. Während sich bei Schichten mit hBN, Bi₂S₃ und SnS tribologisch keine Verbesserung gegenüber Reinsilber ergaben, zeigen vor allem Schichten, in welche WS₂ und MoS₂ eingebaut wurden, vielversprechende tribologische Eigenschaften.