La investigación de materiales para la revolución energética

La investigación de materiales para la revolución energética

14.06.2012 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nuremberg - Nuevos materiales de alto rendimiento son esenciales para nuevas soluciones en el sector de la energía. Estas innovaciones se puso en la cadena de proceso y requieren de la cooperación interdisciplinaria, a la Excelencia en EAM y su entorno en Erlangen
(de. B. dos Institutos Fraunhofer, Energía del Campus de Nuremberg, Baviera Center for Applied Energy Research ZAE) material de investigación de excelencia a vincularse con experiencia en procesos de ingeniería. Las exposiciones se muestran las soluciones para una variedad de desafíos en la transición energética:
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Optimización del uso de la energía renovable
La generación de energía por la energía eólica juega un papel importante en la energía regenerativa. Una turbina de viento con los mismos seis paneles – que consta de dos rotores de tres palas en un eje horizontal de rotación – se ha optimizado en el Instituto de Mecánica de Fluidos en su diseño aerodinámico a través de la simulación y pruebas experimentales en un túnel de viento. El objetivo es, para aumentar el rendimiento general en la conversión de la energía eólica en energía eléctrica en comparación con la rueda individual. Para los siguientes parámetros están optimizados: Sección transversal, Perfil y tamaño relativo de las cuchillas y la dirección de rotación de las turbinas eólicas.
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Las nuevas tecnologías de almacenamiento
Las tecnologías innovadoras de almacenamiento son la clave para el uso eficiente de las energías renovables. Las soluciones químicas de reacción de ingeniería en la demostración. Una nueva forma de almacenamiento de la electricidad renovable producido a partir de la electrólisis utilizando hidrógeno llamado "Carrier Orgánica de hidrógeno líquido" (LOHC). El hidrógeno se almacena aquí en un compuesto de hidrocarburo. Este grupo de sustancias no es explosivo;, tiene una consistencia similar al combustible diesel, alcanza hasta 30 Porcentaje del valor calorífico neto de fuel oil y también se pueden vender como esta en la cadena de suministro existente. Con la demanda de energía, entonces el líquido rico en energía (LOHC) con la liberación de hidrógeno en una reacción catalítica con energía descargada y luego pueden ser devueltos al lugar de la energía. Para el juego de hidrógeno de liberación procesos catalíticos y reactores optimizado el papel decisivo.

Los materiales porosos para nuevos sistemas de reactores

La Ingeniería de la Reacción Química también muestra los sistemas de reactores, construido geométricamente complejo, mientras que el mecánico, cargas térmicas y corrosivos son altos. Como las estructuras básicas de estos reactores son porosas componentes metálicos, los cuales son producidos por la fusión selectiva de haz de electrones. En este método, prácticamente cualquier forma tridimensional, incluyendo interiores de reactores (de. B. estructura celular interna, Circuitos de refrigeración) en un paso de producción solo se dio cuenta y entonces la superficie puede revestirse con materiales catalíticamente activos. Esto da lugar a nuevos elementos microreactores catalíticos o estructuras, que son únicos en este formulario. Esta tecnología se encuentra actualmente en el proyecto "Nuevos materiales y procesos de fabricación de componentes en ingeniería química – VerTec "en Fürth en su lugar y está en busca de proyectos piloto con la industria.

Calefacción eficiente y ecológico del petróleo
Incluso en el más bajo de aceite de calefacción en el mundo desempeñan un papel crucial en los materiales porosos. El núcleo del calentador se compone de un quemador poroso, de un bajo nivel de emisiones de combustión de alta eficiencia y permite desarrollado en el Instituto de Mecánica de Fluidos. Como parte del proyecto tiene PyrInno 13 Socio de 2006 HASTA 2008 un centro de energía en el hogar para los combustibles líquidos se pusieron en marcha. El componente básico es una grabadora de compactos, con una amplia gama de potencia de modulación 1 kW a 8 kW. Este sistema de calefacción, con su alta eficiencia y poco espacio- y la demanda de energía, Reducción de la contaminación- y la emisión acústica se adapta perfectamente a la demanda de energía cada vez menor en casas bien aisladas.

Los sistemas de capa y las partículas en partículas con
Recubrimientos en partículas puede ser u. un. con los sistemas de lecho fluidizado utilizando diversos procedimientos tales como z. B. ALD (Deposición de capas atómicas) conjunto particularmente eficiente. Tales sistemas son z. B. para la próxima generación de baterías Li-ion en el Instituto de Solid- y la ingeniería interfacial (De biogás) desarrollado. Capas funcionales de las partículas son
usted. un. en las células solares, electrodos para células de combustible desarrolladas por o para los componentes electrónicos imprimibles. Siempre va esta formulación de las tintas adecuadas y pastas, que tiene una buena estabilidad a la aglomeración y óptimamente establecer sus características de flujo debe. Utilizando el método de impresión adecuada, las estructuras y propiedades de capa se puede controlar dentro de amplios límites.

Bases para los nuevos materiales: hechos a la medida las moléculas y los sistemas de Partikelsys
La preparación, Análisis y uso de los bloques moleculares de construcción de nuevos materiales es la clave- y en sección transversal tecnología es. En el Departamento de Ingeniería Química, los líquidos iónicos son (Illinois) en el primer plano. Se componen enteramente de iones, poseer una presión de vapor muy baja y son líquidos a temperatura ambiente. Sus propiedades se pueden adaptar para una amplia gama de aplicaciones: de. B. como un componente de lubricantes para turbinas eólicas o motores de combustión interna. Un papel importante que desempeñan en la catálisis, de. B. en la SILP llamada (fase de apoyo líquido iónico) TECNOLOGÍA, ser inmovilizada en líquidos iónicos sobre sustratos porosos. Mediante la introducción de un catalizador en la IL, las ventajas de la catálisis heterogénea y homogénea (molekulares Katalysatordesign, separación del producto fácil de) ser combinados.

En el Departamento de sólidos- y Tecnología de partículas son la producción a gran escala, DESCRIPCIÓN, Funcionalización y aplicación de nuevo sistema de partículas en el foco. Un área particularmente prometedora es el uso de las modernas células solares basadas en materiales orgánicos-inorgánicos híbridos con un gran potencial. Esto podría sustituir al silicio y tierras raras pronto por completo y jugar en muchas áreas, tales como material de puntos cuánticos en optoelectrónica, Las partículas como refuerzo en materiales ligeros, como componentes en óptica y fotónica, y en un papel de apoyo en la catálisis.

Exzellenzcluster Ingeniería de Materiales Avanzados (EAM)
En la FAU en noviembre 2007 Grupo creado a la Excelencia "de Ingeniería de Materiales Avanzados – Formación de la estructura jerárquica de dispositivos funcionales "se refiere a la exploración y desarrollo de nuevos materiales. Die Vision Cluster es ist, la brecha entre las ciencias naturales orientado a la investigación básica en el campo de la nanotecnología y su aplicación de ingeniería en los principales sectores económicos y tecnológicos clave en el campo de la nanoelectrónica, ÓPTICA & Fotónica, Cerca de la catálisis y ligero. En más 90 Los proyectos están trabajando 200 Los científicos de ocho disciplinas (Matemáticas aplicadas, Bio- e Ingeniería Química, QUÍMICA, ELECTROTECNIA, INFORMÁTICA, MAQUINARIA, Física y Ciencias de los Materiales) juntos a lo largo de la cadena del proceso de la molécula al material. Ellos están cooperando u. un. con instituciones de investigación no universitarios, tales como los institutos Fraunhofer de Erlangen-dos, Max Planck-INSTITUTO para la física de la luz y con socios industriales seleccionados. Capaz para el período de cinco años 40 Millones de € a partir de la Iniciativa de Excelencia y otros 41 Millones del gobierno federal, el estado de Baviera, ser la UAF y la industria de elevado.
Departamento Chemie- y Bioingeniería (CBI)
La química- y Bioingeniería (CBI) se refiere a la transformación de las sustancias químicas por, procesos físicos y biológicos. Continuamente se perfeccionará existente o. mediante el uso de nuevos métodos para mejorar las propiedades del producto y el número y la cantidad de efectos secundarios no deseados- y productos de desecho se reducen. Gracias a su amplia educación son los productos químicos- bioingenieros y representados en muchas industrias: en la química, farmacéutico, PETRÓLEO- y la industria alimentaria, en planta- y la ingeniería de automoción, así como en tecnologías de energía y la protección del medio ambiente. En la investigación, los presidentes de los departamentos involucrados en el enfoque CBI en la ingeniería de la reacción química, térmico, ingeniería médica proceso biológico, Ingeniería interfacial y métodos de simulación vielskalige, Ingeniería de Sistemas, Mecánica de Fluidos y Termodinámica. A partir de marzo 2011 ser cubiertos por el recientemente formado Departamento de Ingeniería Energética de procesos y nuevas tecnologías y conceptos para el suministro de energía de carbono CO2. En educación, el Departamento lleva a la Licenciatura- y los programas de maestría "Química- y Bioingeniería ", "Ingeniería de Ciencias de la Vida" y "Tecnología Energética" y participa en otros programas de la Facultad de Ingeniería.

Más información para los medios de comunicación:

Annette Tyrach
Tel.: 09131/85-20480
annette.tyrach @ eam.uni-erlangen.de

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