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Samstag, 05 Dezember 2020 12:00

Innovative Wärmedämmung für Hochtemperaturöfen

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Geschätzte Lesezeit: 1 - 2 Minuten

Im Forschungsprojekt AeroFurnace wird jetzt ein neuer Verbundwerkstoff entwickelt, der auf Basis nanoporöser Kohlenstoffe die Wärmedämmwirkung im Vergleich zu bisherigen Materialen mehr als verdoppeln könnte. So lässt sich der Energiebedarf spezieller Hochtemperaturöfen deutlich senken. Die Wärmedämmung muss dabei nicht dicker werden, was das Nutzvolumen verringern würde. Aktuell werden bei diesen hohen Temperaturen unter sauerstofffreien Bedingungen filzbasierte Kohlenstoff-Werkstoffe eingesetzt.

Wärmedämmmaterialien in Hochöfen müssen der extremen Hitze problemlos standhalten können. Bisher schaffen das nur Isolationsmaterialen, die gleichzeitig eine eher hohe Wärmeleitfähigkeit haben, also gern auch mal Wärme abgeben. Das ist schlecht für die Energieeffizienz. Das Wissenschaftlerteam setzt deshalb auf eine bestimmte Stoffgruppe: Kohlenstoff-Aerogele, deren Wärmeleitfähigkeit besonders gering ist. Aerogele können aus verschiedenen Materialien wie etwa Silikaten, Metallen und deren Oxide, Polymeren, Biopolymeren und Carbonaten hergestellt werden. Sie sind so porös, dass sie zu mehr als 90 % aus Luft oder freiem Raum bestehen. Das macht sie besonders leicht. Sie haben eine geringe Dichte, eine hohe innere Oberfläche sowie eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und können zum schonenden Umgang von natürlichen Ressourcen wie Energie aus Erdgas und Erdöl beitragen.

Die Kohlenstoff-Aerogele, die im Projekt AeroFurnace zum Einsatz kommen, haben noch einen weiteren Vorteil. Ihr feinteiliges Kohlenstoff-Gerüst absorbiert weitgehend die Wärmestrahlung, die bei hohen Temperaturen hauptsächlich für den Transport von Wärme verantwortlich ist. Sie können zum Beispiel als Superisolationsmaterialien in besonders anspruchsvollen Bereichen eingesetzt werden, etwa in der Automobilindustrie, oder Hochtemperaturanwendungen.

 

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