Polymerwerkstoffe für Technologien der Zukunft am PCCL (Polymer Competence Center Leoben)

K-Module ist die jüngste Programmlinie im bundesweiten Forschungsförderungsprogramm COMET (Competence Centers for Excellent Technologies) der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), die den bestehenden K1-Zentren ermöglicht, zukunftsweisende Themen mit hohem Innovationsgeist aufzugreifen. In den folgenden zwei K-Modulen konzentriert sich Polymer Competence Center Leoben (PCCL)  auf die Entwicklung von innovativen Polymerwerkstoffen für Technologien der Zukunft:

Chemitecture schafft eine wissenschaftliche Brücke zwischen der CHEMIe von neuartigen Materialien auf molekularer Ebene und der ArchiTEKTUR von makroskopischen Bauteilen – mit dem Ziel eine neue Generation von polymeren Werkstoffen zu entwickeln, die für das digitale Zeitalter gerüstet sind.

Die innovativen Lösungsansätze in Chemitecture umfassen die gesamte Wertschöpfungskette beginnend bei der Synthese von neuen Harzen für den 3D und „4D“ Druck, über die Simulation und Mechanik von komplexen Architekturen (mechanische Metamaterialien, Soft Robotics) und den Bau von neuartigen 3D Druckern bis hin zu Recycling- und Selbstheilungslösungen für 3D gedruckte Bauteile und Verbundmaterialien.

Ausgewählte Beispiele für zukünftige Anwendungen dieser neuen Werkstoffe sind u.a. adaptive Prothesen, die sich an den Bewegungsablauf des Trägers selbstständig anpassen können; personalisierte Schutzausrüstungen, die über optimierte Dämpfung und eine verbesserte Ableitung von äußeren Krafteinwirkungen verfügen oder auch Stoßdämpfer und „Crash-Boxen“ für den Automobilbereich, die sich je nach Krafteinwirkung (Unfall mit Fußgänger oder Unfall mit einem anderen PKW) selbstständig anpassen, wodurch eine verbesserte Sicherheit für Verkehrsteilnehmer gewährleistet werden kann. Darüber hinaus ermöglichen die Konzepte neue Wege bei der Funktionsintegration in der Mikroelektronik. Durch die gleichzeitige Herstellung von Leiterbahnen und Gehäuse erhält man mehr Freiheiten im Produktdesign und kann Prozessschritten in der Herstellung einsparen („Additive Packaging“).

Polymers 4 Hydrogen

Polymers 4 Hydrogen eröffnet ein zukunftsträchtiges Forschungsgebiet im Bereich der Polymerwerkstoffe, welches einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz und zur Revolutionierung der Energieversorgung leisten kann. Für eine Realisierbarkeit im Bereich des Verkehrs und Transportwesens sind jedoch Multimaterialansätze notwendig um neue Polymerwerkstoffe und Dichtungslösungen unter Berücksichtigung der Betriebssicherheit umzusetzen. Speziell im Bereich der Speicherung von Energie eröffnen sich neue Möglichkeiten, da Wasserstoff durch eine Elektrolysereaktion direkt produziert werden kann und somit alternative Energiequellen attraktiver werden.

Die innovativen Lösungsansätze in Polymers 4 Hydrogen umfassen neue Materialien und Dichtungslösungen für den Transport von Wasserstoff sowie Faserverbundtanks zur Speicherung von Wasserstoff unter der Berücksichtigung extremer Einsatzbedingungen und Langzeiteigenschaften.

Ausgewählte Beispiele für zukünftige Anwendungen dieser neu entwickelten Materialien und Methoden umfassen unter anderem Personenkraftfahrzeuge zur Steigerung der Reichweite auf bis zu 700km und Reduktion der Bedankungszeit auf 3 Minuten. Durch das Wegfallen von Emissionen sowie der Lärmbelästigung repräsentieren innerstädtischen öffentlichen Verkehrsmittel einen vielversprechenden Einsatzbereich. Im Bereich von Schienenfahrzeugen können dieselbetrieben Züge ersetzt werden ohne die Notwendigkeit einer Oberleitungselektrifizierung. Mittels Druckspeicher kann die Strom- und Wärmeerzeugung auf erneuerbare Energien umgestellt werden und sogar im Bereich der Stahlerzeugung könnte Wasserstoff als Ersatz von fossilen Energieträgern eingesetzt werden.

Kontakt für weitere Infos:

DI Dr. Gernot Oreski (Smart Material and Surface Testing)

gernot.oreski@pccl.at