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Bei der Energiewende und dadurch insbesondere der elektrischen Verkehrswende spielen langlebige Batterien eine integrale Rolle. Die deutsche Niederlassung des Batterieproduzenten Contemporary Amperex Technology GmbH (CATL) und das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS entwickeln am Erfurter Kreuz gemeinsam Modelle zur Berechnung der Lebenszeit von Batterien, die als Basis für eine optimierte Batterieproduktion dienen. Die 2020 mit dem Projekt »BattLife« gestartete Kooperation wird nun im Projekt »BattForce« fortgesetzt und erweitert.

Die Herstellung von Rohstahl über die Hochofenroute macht mit ca. 28 % einen großen Teil der industriellen CO₂-Emissionen in Deutschland aus. Daher wird bei den Stahlerzeugern intensiv an der Umstellung der Produktion auf das Verfahren der Direktreduktion gearbeitet. Als einer der Vorreiter auf dem Thema arbeitet die Salzgitter AG im Konsortium mit den Fraunhofer-Instituten IKTS, ISI und UMSICHT bereits seit sechs Jahren daran, wie eine CO₂-arme Produktion von Rohstahl unter Nutzung von grünem Wasserstoff realisiert werden kann. In den zwei aufeinander folgenden BMBF-Forschungsprojekten »MACOR« und »BeWiSe« konnte so bereits nachgewiesen werden, dass sich mit diesem Ansatz die CO₂-Emissionen um mindestens 95 % reduzieren lassen. Ergänzt um weitere Maßnahmen ist damit eine CO₂-freie Stahlproduktion möglich. Auch die technischen Rahmenbedingungen für eine Umstellung und Fragen zur Akzeptanz wurden untersucht. Im Rahmen des SALCOS-Vorhabens plant die Salzgitter AG die konventionelle Stahlproduktion über Hochöfen bis zum Jahr 2033 komplett auf das Direktreduktionsverfahren mit Wasserstoff umzustellen. Mit den Bauarbeiten zur schrittweisen Transformation ist bereits begonnen worden und ein Drittel der Stahlproduktionskapazität wird bereits 2026 auf das CO₂-arme Verfahren umgestellt sein.

Das Kleinkraftwerk am Balkon boomt. Doch wohin mit dem erzeugten Strom, wenn im Haushalt gerade nichts verbraucht wird? Hier kommen wiederaufladbare stationäre Energiespeicher ins Spiel. Dual-Ionen-Batterien (DIB) kommen ohne schädliche Metalle aus und bestehen aus Materialien, die in Deutschland verfügbar sind. Diese neuartige Technologie verspricht geringere Kosten, Sicherheit, Unabhängigkeit sowie Nachhaltigkeit.

Im Projekt »KlimProMem« werden klimaneutrale Verfahren in der Grundstoffindustrie weiterentwickelt – konkret soll CO₂ mittels Membrantechnik aus Rauchgasen von Müllverbrennungsanlagen abgeschieden und die Soda-Herstellung als CO₂-Senke genutzt werden. Hierfür werden Membranen, Anlagen- und Verfahrenskonzepte erprobt, um eine klimaneutrale und energieeffiziente Herstellung von wichtigen Grundstoffen zu ermöglichen. Für die Gastrennung werden am Fraunhofer IKTS Kohlenstoffmembranen entwickelt und für den Einsatz in großen Anlagen skaliert. In Feldversuchen sollen die Entwicklungen der Projektpartner in zwei Müllverbrennungsanlagen integriert und getestet werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das Vorhaben im Rahmen des Förderziels »Vermeidung von klimarelevanten Prozessemissionen in der Industrie (KlimPro-Industrie)« mit rund 1,5 Mio. Euro über drei Jahre.

Obst und Gemüse wird heute über Tausende von Kilometern nach Deutschland transportiert. Ein Team des Fraunhofer IKTS will den Gartenbau jetzt mit einem effizienten und kompakten Wasser-, Energie- und Gasmanagement in die Städte bringen – und dadurch die regionale Selbstversorgung stärken.

Das Fraunhofer IKTS und das Korea Evaluation Institute of Industrial Technology (KEIT) wollen künftig bei der industriellen Technologie- und Innovationsforschung eng zusammenarbeiten. Am 18. September 2023 unterzeichnete Prof. Alexander Michaelis, Institutsleiter des Fraunhofer IKTS, im Beisein von Sachsens Wirtschaftsminister Martin Dulig sowie Vertretern des Sächsischen Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr SMWA und der Wirtschaftsförderung Sachsen ein Memorandum of Understanding mit dem koreanischen Projektträger in Seoul.

Multi-Material-3D-Druck mit technischen Werkstoffen birgt riesige Potenziale. So lassen sich funktionalisierte oder funktionell gradierte Produkte innerhalb eines einzigen Prozesses ressourcenschonend drucken. Das verkürzt die Prozesskette signifikant und senkt die Herstellkosten verglichen mit herkömmlichen Fertigungsrouten. Um diese vielversprechende Technologie zu vermarkten, gründeten die Entwickler der Multi-Material-Jetting-Technologie am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS die AMAREA Technology GmbH. Seit Februar 2023 ist das Spin-off aktiv. Die Unternehmer treten als Systementwickler am Markt auf und vertreiben sowohl die Drucktechnik als auch die neu entwickelten Druckmaterialien. Die Möglichkeiten reichen dabei über technische Keramiken hinaus: Metalle, Hartmetalle, Gläser, Verbundwerkstoffe, Cermets und sogar Polymere können verarbeitet werden.

Der Kraftstoffverbrauch von Flugzeugen kann über eine Reduzierung von Luftwiderstand und Gewicht der Tragflächen gesenkt werden. Dieses Ziel haben sich die Partner im EU-Projekt HERWINGT auf dem Weg zur klimaneutralen Luftfahrt gesetzt. Bis 2035 soll ein Kurzstreckenflugzeug für bis zu 100 Passagiere entstehen, das 50 % weniger Emissionen verursacht.

Fraunhofer-Forschende haben eine extrem hitzeresistente Tinte auf Keramik-Basis entwickelt. Damit lassen sich erstmals Metallbauteile, die in der Automobilindustrie bei Temperaturen von über 1000 ºC bearbeitet werden, mit einem Code kennzeichnen. Der via Scanner ausgelesene Code führt zu einer Datenbank, in der alle Herstellungsparameter des jeweiligen Bauteils hinterlegt sind. Damit sind nicht nur Pannen in der Produktion und fehlerhafte Bauteile frühzeitig erkennbar. Es eröffnen sich weitreichende Möglichkeiten, die Prozessketten in der Branche effizienter zu gestalten und die Treibhausgas-Emissionen deutlich zu senken. Sogar Fälschungen von Bauteilen lassen sich durch spezielle Zusätze in der Tinte verhindern.

Das Fraunhofer-Zentrum für Energiespeicher und Systeme ZESS steht für die Entwicklung von Systemlösungen für Energiespeicher und Wasserstofftechnologien. Zur Umsetzung dieser Ziele erhalten die drei Forschungspartner, das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST sowie das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, ein neues Institutsgebäude am Forschungsflughafen Braunschweig. Der Spatenstich am 7. Juni 2023 markiert den Baubeginn für ein Forschungsgebäude, das eine Nutzfläche von über 3400 Quadratmetern umfasst. An der Zeremonie nahmen unter anderem der Minister für Wissenschaft und Kultur des Landes Niedersachsen, Falko Mohrs, der Oberbürgermeister der Stadt Braunschweig, Dr. Thorsten Kornblum, sowie der Vizepräsident für Technologietransfer und Innovation der TU Braunschweig, Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade, teil.