Einzigartige mikroskopische Aufnahmen liefern neue Einblicke in ionische Flüssigkeiten

27.04.2015 

Dr. Boris Pawlowski Presse, Kommunikation und Marketing
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Moleküle unter Spannung
Einzigartige mikroskopische Aufnahmen liefern neue Einblicke in ionische Flüssigkeiten

Chemische Vorgänge in ungewöhnlichen, neuen Materialien direkt beobachten ist ein wissenschaftlicher Traum, den moderne Mikroskopieverfahren möglich machen: Forschenden der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) gelangen erstmals Videoaufnahmen der Anlagerung von Molekülen einer ionischen Flüssigkeit an eine eingetauchte Elektrode. Die Bilder aus dem Nanokosmos geben detaillierte Aufschlüsse darüber, wie sich die chemischen Komponenten bei Anlegen einer elektrischen Spannung umordnen.

Darauf basierende Erkenntnisse könnten zu verbesserten Batterien und energieeffizienter Beschichtungstechnologie oder Solartechnik führen.

Ionische Flüssigkeiten sind Schmelzen von organischen Salzen, die sogar bei Raumtemperatur flüssig sein können, obwohl sie kein Wasser enthalten. Gerade dieser Umstand macht sie für viele Experimente und industrielle Prozesse sehr interessant. Denn Wasser wird an Elektroden schon bei geringen Spannungen elektrolytisch zersetzt. Dies überlagert und behindert andere, technisch wichtige elektrochemische Reaktionen. Zudem legen sich die Wassermoleküle um die Ionen und greifen in viele chemische Prozesse ein. In den ionischen Flüssigkeiten, die nur aus Ionen bestehen, sind daher völlig neue Reaktionen möglich.

In den letzten Jahren kam es zu einem wahren Boom dieses Forschungs-gebiets, der zur Entdeckung einer ganzen Reihe neuer ionischer Flüssigkeiten führte. Ihre technischen Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig: Als Elektrolyt in Batterien, Brennstoffzellen oder Farbstoffsolarzellen und als galvanisches Bad für die Abscheidung von dünnen Aluminiumschichten oder Halbleiter¬materialien. Dass sie bei Raumtemperatur funktionieren, macht sie für viele Anwendungen einfacher handhabbar und spart obendrein Energie.

Bis heute existierten jedoch kaum gesicherte Erkenntnisse darüber, was bei elektrochemischen Reaktionen der ionischen Flüssigkeiten auf molekularer Ebene passiert oder wie sich die Moleküle an der Oberfläche der Elektrode anordnen. Während dies in wasserhaltigen Flüssigkeiten mit modernen Mikroskopieverfahren schon Jahrzehnte lang möglich war, gelang das in ionischen Flüssigkeiten bislang fast nie: „Die Moleküle bewegen sich häufig einfach zu schnell für konventionelle Geräte“, sagt Professor Olaf Magnussen von der Uni Kiel. Mit einem selbst gebauten Rastertunnelmikroskop konnte sein Team diesem Geheimnis nun auf die Spur kommen.

Videos, die von Magnussens Mitarbeiterin Dr. Rui Wen aufgenommen wurden, lassen erkennen, wie die weniger als ein Nanometer großen Moleküle der Flüssigkeit auf das Anlegen einer elektrischen Spannung an eine Goldelektrode reagieren. Ist die Oberfläche quasi ungeladen, zeigen die Moleküle ein für Flüssigkeiten typisches Verhalten: Sie sind ungeordnet und hochbeweglich. Mit zunehmender Spannung legen die Moleküle sich dann flach auf die Oberfläche und bilden Reihen, bevor sie sich schließlich aufstellen. Gleichzeitig werden sie immer unbeweglicher. „Die Aufnahmen sind einzigartig und helfen uns Theorien zu entwickeln, mit denen sich die Elektrodenprozesse in ionischen Flüssigkeiten besser beschreiben lassen“, sagt Physiker Magnussen. „Dies ist nicht nur für die Grundlagenforschung wichtig, sondern auch für konkrete Anwendungen.“

Um an der Kieler Universität forschen zu können, hatte Rui Wen sich für ein Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung beworben und das Projekt bewilligt bekommen. „Die besondere Mikroskopiemethode hat mich sehr gereizt nach Kiel zu kommen“, sagt Wen. In den zwei Jahren ihres Aufenthalts in Kiel untersuchte die Chinesin eine ganze Reihe ionischer Flüssigkeiten, unter anderen Flüssigkeiten mit BMP Ionen, die Thema der gerade veröffentlichten Studie sind. Besonders die Batterieforschung interessiert sich für BMP.

Die Kieler Forschungsergebnisse könnten dazu führen, dass ionische Flüssig-keiten besser verstanden und für umweltfreundlichere Herstellungs¬prozesse maßgeschneidert werden können. Für Rui Wen persönlich haben sich die Untersuchungen bereits direkt bezahlt gemacht: Sie erhielt vor kurzem ein Angebot zum Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe an der chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking.

Bilder stehen zum Download bereit:
http://www.uni-kiel.de/download/pm/2015/2015-135-1.jpg
Bildunterschrift: Rui Wen hat einzigartige Aufnahmen mit Kieler Mikroskopietechnik erstellt. Sie können helfen, Batterien zu verbessern und industrielle Prozesse umweltfreundlicher zu machen.
Foto/Copyright: Denis Schimmelpfennig

http://www.uni-kie.de/download/pm/2015/2015-135-2.jpg
Bildunterschrift: Unter der Leitung von Professor Olaf Magnussen fanden Wens Forschungen zu ionischen Flüssigkeiten an einem Video-Rastertunnelmikroskop statt.
Foto/Copyright: Denis Schimmelpfennig

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2015/2015-135-3.jpg
Bildunterschrift: Die Forschenden nutzen einen speziellen Probenhalter, um die ionischen Flüssigkeiten unter dem Mikroskop zu untersuchen.
Foto/Copyright: Denis Schimmelpfennig

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2015/2015-135-4.mp4
Video: Videomikroskopische Aufnahmen einer negativ geladenen Goldelektrode in einer ionischen Flüssigkeit. Das fluktuierende quadratische Muster wird durch die BMP Moleküle der Flüssigkeit gebildet, die sich unter diesen Bedingungen geordnet an die Metalloberfläche anlagern.
Video/Copyright: AG Magnussen

Originalpublikation:
Potential-dependent Adlayer Structure and Dynamics at the Ionic Liquid
/ Au(111) Interface: A Molecular Scale In Situ Video-STM study. Rui Wen, Björn Rahn, and Olaf. M. Magnussen. Angew. Chem. Int, Ed. DOI: 10.1002/anie.201501715

Potentialabhängige Struktur und Dynamik molekularer Adschichten an der Grenzfläche zwischen ionischen Flüssigkeiten und Au(111): Eine in situ Video-STM Studie. Rui Wen, Björn Rahn, and Olaf. M. Magnussen. Angew. Chem. DOI: 10.1002/ange.201501715

Kontakt:
Prof. Dr. Olaf Magnussen
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Tel.: 0431/880 5579
E-Mail: magnussen@physik.uni-kiel.de

Fest wie Stahl, aber formbar wie Kunststoff: Metallische Gläser gehen in Produktion

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Universität des Saarlandes

Metallschmelzen, die beim Abkühlen nicht kristallisieren, sondern zu metallischem Glas erstarren, haben besondere Eigenschaften: Sie sind hart wie Stahl, zugleich aber formbar und hoch elastisch wie Kunststoff. An der Universität des Saarlandes erforschen Werkstoffwissenschaftler um Professor Ralf Busch diese Legierungen aus unterschiedlichen Metallen. Sie möchten so Werkstoffe mit idealen Eigenschaften entwickeln. Für eine ihrer Legierungen hat nun das Technologieunternehmen Heraeus in Hanau die Lizenz erworben. Der weltweit agierende Konzern fertigt Produkte aus Edel- und Sondermetallen an.
Link: http://idw-online.de/de/news623379
Zusätzliches Material ist vorhanden.

Silber-Nanodraht senkt Kosten für organische Solarzellen

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14.05.2013 12:31

Blandina Mangelkramer Kommunikation und Presse

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Wie lassen sich organische Solarzellen lichtdurchlässig herstellen und das ganz ohne den teuren Rohstoff Indium – dieser Frage sind Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) nachgegangen und haben die Antwort in feinsten Silberdrähten gefunden. Sie haben die bisher üblichen Elektroden aus Indiumzinnoxid (ITO) durch Silber-Nanodrähte ersetzt, welche vor allem mit geringeren Kosten für Material und Verarbeitung punkten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher jüngst in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials (1).

Organische Solarzellen unterscheiden sich deutlich von gewöhnlichen Siliziumzellen, die aus Freilandanlagen oder von Hausdächern bekannt sind. Die für den Photoeffekt verantwortlichen Schichten bestehen bei organischer Photovoltaik aus rein synthetisch hergestellten Materialien, speziellen Polymeren und Fullerenen. Mit dem synthetischen Material verbinden sich viele Vorteile: Die Solarzellen sind dünn wie Klarsichthüllen und biegsam. Sie können lichtdurchlässig und in verschiedenen Farben hergestellt werden. Durch diese Besonderheiten eignen sie sich – anders als kristalline Solarzellen – auch für den Einsatz in Textilien und als Gestaltungselemente in der Architektur, beispielsweise an Fassaden oder in Fenstern.

Organische Solarzellen unterscheiden sich deutlich von gewöhnlichen Siliziumzellen, die aus Freilandanlagen oder von Hausdächern bekannt sind. Die für den Photoeffekt verantwortlichen Schichten bestehen bei organischer Photovoltaik aus rein synthetisch hergestellten Materialien, speziellen Polymeren und Fullerenen. Mit dem synthetischen Material verbinden sich viele Vorteile: Die Solarzellen sind dünn wie Klarsichthüllen und biegsam. Sie können lichtdurchlässig und in verschiedenen Farben hergestellt werden. Durch diese Besonderheiten eignen sie sich – anders als kristalline Solarzellen – auch für den Einsatz in Textilien und als Gestaltungselemente in der Architektur, beispielsweise an Fassaden oder in Fenstern.

Dem FAU-Wissenschaftler Fei Guo gelang es nun, ITO durch feinste Silberdrähte als Elektroden zu ersetzen. Guo ist Mitglied der Forschergruppe, die von Prof. Dr. Christoph Brabec, Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Werkstoffe der Elektronik und Energietechnik), koordiniert und von den Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Marcus Halik, Prof. Dr. Dirk Guldi und Prof. Dr. Erdmann Spiecker unterstützt wird. Die Forscher spannten ein Drahtnetz mit einer Dicke im Nanometerbereich über die photoaktive Schicht der Solarzellen: elektrisch leitfähig und gleichzeitig grobmaschig genug, um genügend Licht in die Zelle und durch sie hindurch zu lassen. Die Tests an Referenzzellen ergaben, dass diese neue Variante bezüglich ihrer Leistung gleichauf liegt mit den konventionell hergestellten organischen Solarzellen. Mit 63 Prozent Füllfaktor – einer der Indikatoren für die Effizienz von Solarzellen – erreichten die Forscher sogar den höchsten bisher dokumentieren Wert für organische Solarzellen, die in einem reinen Druckverfahren hergestellt wurden. Bei mehr als 50 hergestellten weiteren Zellen bewegte sich der Füllfaktor mit 58 bis 62 Prozent nur geringfügig darunter.

Neben ähnlicher Leistungsfähigkeit bietet das neue Material jedoch deutliche Vorzüge: Silber-Nanodraht ist wesentlich günstiger als ITO und auch die Produktion wird kostengünstiger und weniger energieintensiv: Semitransparente Solarzellen können nun komplett im Druckverfahren produziert werden. Die einzelnen Komponenten sind dabei in Flüssigkeit gelöst und werden als Tinte auf eine dünne Plastikfolie nacheinander aufgedruckt und getrocknet. Der Vakuumprozess entfällt. Auf vergleichsweise einfache Weise können so riesige Solarbögen hergestellt werden.

Die jetzt vorgelegten Forschungsergebnisse sind darüber hinaus relevant für organische LEDs, die derzeit unter anderem als Beleuchtung von Handydisplays dienen, sowie für intransparente organische Solarzellen. Laptopnutzer könnten ihr Gerät in Zukunft zum Beispiel direkt über die Notebooktasche laden, in deren Stoff eine solche intransparente Solarzelle eingenäht ist. Auch hier zeigen die Silber-Nanodraht-Elektroden potenzielle Stärken: Sie sind deutlich biegsamer als ITO-Elektroden, welche bei starker Beanspruchung leichter brechen.

Die Arbeit entstand im Rahmen des Exzellenzclusters Engineering of Advanced Materials (EAM), der eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und der praktischen Anwendung schlägt. Die FAU-Wissenschaftler zeigen mit ihren Ergebnissen Einsparpotenziale auf, die die Technik für neue Massenmärkte attraktiv macht. Langfristig könnten sie damit sogar der konventionellen Photovoltaik auf Hausdächern oder im Freiland Konkurrenz machen.

1) Advanced Energy Materials (2013)/doi: 10.1002/aenm.201300100

Weitere Informationen für die Medien:
Prof. Dr. Christoph Brabec
Tel.: 09131/85-25426
christoph.brabec@ww.uni-erlangen.de

Messenachlese Bauma 2013

 Messenachlese                         

Die bauma, die in diesem Jahr vom 15.04 – 21.04. stattfand, stand bei den Bau-und Umschlagmaschinen absolut unter dem Motto „Energieeffizienz“.

Jeder namhafte Hersteller hatte eine eigene Idee dazu und so gab es eine Vielfalt von Hybridmaschinen, Hydraulik-Boostern mittels Speicher und intelligenten elektronischen Schaltungen zu sehen.

Das zweite große Thema war die neue Emissionsrichtlinie  der EU III b bzw. der USA Tier 4.

Nach vielen interessanten Gesprächen mit den Herstellern von Materialumschlaggeräten und den Motorenherstellern kristallisierte sich heraus, dass es weiterhin Motoren für die so genannten unreglementierten Länder geben wird.

Da sehr viele Hersteller ja bereits in diesen Ländern produzieren, werden auch weiterhin Motoren der Richtlinie Tier III eingebaut und vertrieben. Diese Aussage wurde klar bei Liebherr, Sennebogen, CAT, Atlas und anderen getätigt. Auch die führenden Motorhersteller z.B. Deutz, Cummins, Perkins, Caterpillar, JCB, bestätigten dieses. Das betrifft in erster Linie die so genanten „BRIC“- Länder: Brasilien, Russland, Indien und China.

Ob jeweils die gesamte Produktpalette als Tier III Geräte zu haben sind, konnte mir keiner bestätigen, ich gehe aber davon aus.

Liebherr wird auch weiterhin die altbekannte 900er Serie in Russland vertreiben. Ähnlich wird es auch Sennebogen machen.

Bei allen Herstellern fiel auf, dass die Karosserie eine Idee höher geworden ist. Ganz extrem ist das bei der neuen Liebherr Serie.

Das ist durch die sehr hoch bauende Tier IV-final Abgasreinigung nötig. Auch um die bei vielen Firmen gezeigten Hybridlösungen unterzubringen bedarf es mehr Platz.

Durch diese Abgasreinigungs-Technologie muss der Motorraum bei den meisten Fabrikaten zu mindestens nach oben erhöht werden.

Ein „neuer“ Hersteller in unserer Branche ist die englische Firma JCB. Sie hat in ihrer Produktlinie „Wastemaster“ zwei neu entwickelte Umschlagbagger.

Sie decken die Gewichtsklasse von 18 – 25  Tonnen Einsatzgewicht ab. Ich habe mir die Maschinen genau angesehen und denke, sie stehen in der Ausstattung und Qualität z.B. dem Fabrikat CAT in Nichts nach.

JCB  20 + 25 t. Umschlagbagger

Bei den anderen Großserien-Herstellern (Komatsu, Hitachi, Doosan, Case usw.) hat sich im Bezug auf Umschlagbagger nicht viel getan.

Neue Hersteller und auch viele kleine Hersteller waren nicht zu sehen.

Für den russischsprachigen Kundenkreis muss man folgendes sagen:

Alle Energierekuperations-Systeme und Hybrid-Systeme machen nur Sinn in Verbindung mit einem Tier III B oder Tier IV Motor.

Diese Systeme beschränken sich nicht nur auf den Dieselmotor, sondern greifen tief in die Steuerung, Elektronik und Hydraulik ein.

Deswegen wird es in den „unregulierten“ Staaten bis auf weiteres keine energie-effizienten Maschinen und Geräte geben. Man muss dazu noch anmerken, dass ein Tier IV-Motor nicht unbedingt weniger Kraftstoff verbraucht als ein Tier III –Motor. Es geht einzig und allein darum, die Feststoffpartikel zu eliminieren und zwar bis zu 98 %.

Das Down-Sizing der Motoren, um damit niedrigere Emmissionswerte zu erreichen, kann nur funktionieren, wenn die Differenz zu den größeren Motoren durch eine elektrische Energie oder durch Hydraulische Energiespeicher wettgemacht wird.

Echte Hybridmaschinen wie die auf dem Terexstand ausgestellte MHL 350 Hybrid oder auch bei Liebherr haben einen kleineren Dieselmotor (Down-Sizing) und einen angebauten E-Generator-Motor. Der Vorteil der Elektrik ist, dass man sie speichern kann. In Zusammenhang mit einem elektrischen Schwenkantrieb wird beim Beschleunigen der Masse die gespeicherte elektrische Energie zusätzlich genutzt und beim Abbremsen der Masse wird die anfallende Energie wieder gespeichert. Gespeichert wird die elektrische Energie in neu konstruierten Super-Kondensatoren, so genannten „SuperCaps“, die die Energie schnell speichern , aber auch schnell wieder abgeben.

Hybrid-Antrieb Deutz   Fuchs MHL 350 E hybrid

Maschinen mit Energiespeicherzylinder oder mehreren Energiespeichern auf Öl-Stickstoffbasis konnte man bei Liebherr, Atlas und Mantsinen sehen. Das sind Systeme, die die Energie beim Absenken der Ausrüstung und beim Abbremsen der hydraulisch angetriebenen Schwenkwerke auffangen und speichern. Das geschieht z.B. bei Liebherr und Sennebogen direkt an der Stelle, wo die Energie gebraucht wird, ohne große Verluste mit einem Gaszylinder, der als zusätzlicher Hubzylinder fungiert. Der mit Stickstoff gefüllte und mit einer Membrane vom Ölkreislauf getrennte Zylinder wird beim Senken der Ausrüstung durch das zurücklaufende Hydrauliköl vorgespannt und es entsteht durch die Druckerhöhung eine Kraft wie bei den Gaszylindern an der Heckklappe der Kombi-Autos. Diese Kraft wird beim Heben der Ausrüstung wieder freigesetzt und unterstützt die Hubzylinder. Auf diese Weise werden bis zu 80 kW zusätzliche Leistung freigesetzt.

Foto und Prinzip des Liebherr ERC-Systems

Sennebogen 875 E mit Energie-Rückgewinnungszylinder

Die anderen Firmen machen dieses mit einem oder mehreren Speicherzylindern/ Akkumulatoren in der Maschine (Mantsinen, Atlas) Da wird die so genannte Bremsenergie, die bei normalen Hydraulikanlagen wieder ungenutzt in den Hydrauliktank fließt oder als Wärme abgeführt wird, in den Zylindern aufgefangen und wieder genutzt. Bei diesen Systemen geht allerdings einiges an Leitungsverlusten und Steuerventilen verloren.

Beispiele von Stickstoffspeichern/ Hydraulikakkumulatoren, wie sie bei Liebherr, Mantsinen und auch Atlas vorkommen

Mantsinen HybriLift Energie-Speicher-System

Was anderes sind zusätzliche Hydraulikzylinder (Power-Booster) wie bei der Terex-Fuchs MHL 355E BQC, die diesen zusätzlichen mittleren Hydraulikhubzylinder für HD-Einsätze zuschalten können, um mehr und schneller Hubkraft zur Verfügung zu haben. Bei der Fuchs Maschine kann man dadurch eine größere Schere verwenden .

Die Maschine hat in Verbindung mit Maßnahmen zur Erhöhung der Standsicherheit, durch einen größeren Unterwagen, eine höhere Traglast als die Standardmaschine.

Bei einem Kinematik-Gerät hat die Auslegerlänge, die immer länger gefordert wird, zur Folge, dass unter anderem die Kontergewichte immer schwerer sein müssen. Das wiederum hat zur Folge, dass bei den geforderten Arbeitsgeschwindigkeiten die Drehwerke vergrößert oder vermehrt werden müssen, es gibt inzwischen Maschinen mit drei Schwenkgetrieben, um unter anderem das benötigte Drehmoment für den Drehkranz verträglich zu machen.

Die idealste Lösung dafür ist die uralte Erfindung des Balance-Krans                     (Equlibrium kurz EQ-Krane genannt): Durch das in Verbindung zur Ausleger und Stielstellung parallel auslegende Kontergewicht, kann dieses verhältnismäßig klein gehalten und die Schwenkmasse reduziert werden. Das hat dazu geführt, dass Sennebogen jetzt der dritte Hersteller von EQ-Kränen ist (8130 EQ). Ab einer gewissen Größe bleibt ihnen nichts anderes übrig, um noch bei den Auslegerlängen (über 22/ 25 m) vernünftige Traglasten hinzubekommen. Die bekanntesten Balance-Kräne sind von der französischen Firma Seram und von der belgisch-amerikanischen Firma E-Cranes. Diese Maschinen werden rein elektrisch oder diesel-elektrisch angetrieben. Die Balance-Krane können auf vielen verschiedenen Unterbauten/ Fahrwerken geliefert werden: Stationär fest verankert, semi-Stationär auf 4 Füßen stehend, raupenmobil mit Kettenfahrwerk oder zum Teil auch radmobil, wobei diese Fahrwerke nur zum Umsetzen der Kräne konzipiert sind.

Sennebogen 8130 E Equilibrium Gerät

Ein immer größer werdendes Thema sind auch rein elektrisch angetriebene Umschlagmaschinen. Sennebogen, Liebherr, Fuchs und auch Atlas können fast alle Maschinen aus ihrem Programm als E-Maschinen liefern. Für das Umsetzen dieser Maschinen werden so genante Power-Packs angeboten. Bei nicht vorhandener örtlicher Stromversorgung können solche Maschinen natürlich auch mit einem Stromaggregat betrieben werden.

Fuchs 820 mit Power Pack                          Sennebogen Power Pack

Bei größeren Umschlagmaschinen kann auch ein diesel-elektrischer Antrieb gewählt werden. Dieser Mischantrieb spart durch die als Generator-Motor ausgelegte Motorencharakteristik bis zu 40 % Kraftstoff.

Zum ersten Mal war neben einer Mantsinen-Mobilen Umschlagmaschine auch ein Portalmaschine von Multi-Docker zu sehen.

Multidocker ist eine belgische Firma die eng mit Caterpillar zusammen arbeitet und Original CAT-OEM Teile verbaut. Der Oberwagen ist komplett von einem Caterpillar Bagger übernommen.  Die Unterwagen und die Ausrüstung, werden in verschiedenen Werken in Finnland, Schweden und Belgien gebaut.  Die Betreuung, den Vertrieb und den Service macht die Caterpillar-Organisation. Diese Maschinen sind in den Skandinavischen Häfen als Portal-Maschinen sehr häufig zu sehen. Jetzt wo CAT dieses Fabrikat mit in den Vertrieb übernommen hat, wird das sicherlich auch außerhalb von Skandinavien ein ernsthafter Konkurrent.

Eine erste Maschine läuft auch bereits in einem deutschen Elbhafen.

Multi – Docker auf Raupenportal

Ein weiteres größeres Thema war die automatische Werkzeug-SW-Aufnahme. Sowohl Liebherr als auch Sennebogen hatten solche Systeme auf ihren Ständen, auch andere Händler und Hersteller von Zubehör zeigten solche Systeme (Kiesel,Genesis, Oilquick). Das ist zwar eine schöne Sache, aber ob die Kunden in Russland das für notwendig halten, wage ich zu bezweifeln.

Liebherr automatische Werkzeug SW MH 40        Sennebogen Toolmatic

Als nächstes, bevor ich zum Equipment/ Zubehör /Werkzeuge komme, möchte ich noch etwas genauer auf die wichtigsten Fabrikate eingehen.

Liebherr: 

Im Vordergrund stand natürlich die Neue LH – Serie.

Da diese Maschinen aber in den nächsten Jahren nicht nach Russland und in alle „unregulierten Länder“ verkauft werden, brauche ich darauf nicht näher einzugehen.

Nach Russland, so die Auskunft von Liebherr, wird weiterhin die bekannte 900er Serie mit Tier III Motoren verkauft, evtl. werden sie sogar später dort hergestellt. Inwieweit Neuerungen wie die neue größere Kabine und Komponenten auch für die „alte“ Serie übernommen werden, konnte man noch nicht sagen. Insofern gibt es für den russischen Markt nichts Neues.

Liebherr neue Serie : LH 50  und LH 30 industrie

Sennebogen : 

Bei Sennebogen verhält es sich ähnlich. Sennebogen liefert auch weiterhin Geräte mit Tier III Motoren nach Russland. Ganz klar herauszuhören war aber nicht, ob sie weiterhin die „alte Serie“ liefern oder die neue E-Serie mit Tier III Motoren ausstatten. Wie bei Liebherr haben ja die neuen Maschinen auch bei Sennebogen ein anderes Design, auf Grund der Platzverhältnisse für den Tier IV Motor.

Sennebogen hat in den Gewichtsklassen vom 850 mit 61 t , 860 mit 71 t. 860 Spezial mit 80 t, 870 M mit 72 t, 870 M Spezial mit 90 t, 875 M mit 165 t ein großes Programm in den höheren Gewichtsklassen. Hinzukommt, dass sie jetzt 4 Equilibrium Balance-Umschlagmaschinen im Programm haben: 8080 EQ 21/23 m, 8100 EQ 21/ 23/ 25 m, 8130 EQ 27/ 30 m und den 880 EQ mit 25/ 30/ 33/ 35 m.

Das ist in dem oberen Sektor ein gewaltiges Programm und wenn man bedenkt, dass der Logistik-Sektor in Verbindung mit Binnen- oder Seehäfen immer stärker wird, ist die Firma Sennebogen sehr gut aufgestellt. Auch ihre Politik ein Grundgerät in mehreren Gewichtsklassen mit jeweils anderen Parametern auf den Markt zu bringen, spart sicherlich auch Kosten, so dass diese Maschinen recht günstig produziert und verkauft werden können.

Durch ihr großes Portfolio können sie auch sehr flexibel auf Kundenwünsche reagieren.

Beispiel: Unterwagen und Abstützvarianten, Kabinen und Kabinenhebesysteme übernommen aus der Kran-Produktionslinie.

Sennebogen ist für mich im Moment der am besten aufgestellte Hersteller in der Material-Umschlag Branche.

Neues Design der Sennebogen E – Serie 

Beispiel 830 M-HDS, CAT Diesel 164 kW, Ausleger 14 – 17 m., 

Bereifung wahlweise 8×12.00-20 , 4 x 16.00 – 25, 4 x 650/65 R 25 

ATLAS :

Atlas hat sein Produktportfolio im Segment der Umschlaggeräte nach unten und oben erweitert und bietet nun Maschinen mit Einsatzgewichten von 16 bis hin zu 90 t an. Neue Umschlaggeräte sind der 160 MH (16 t), der 250 MH (25 t)und der 400 MH (40 t) sowie der 800 MH (90 t). Alle Umschlagmaschinen bis 36 t bekommen serienmäßig bewegliche Pratzenabstützungen. Zusätzlich wird für die MH–Modelle ein neues Knickarm-Wechselsystem (ähnlich Fuchs FQC) angeboten.

Es geht also weiter mit den Atlas-Material-Umschlagmaschinen (MH).

Das System ähnelt dem Terex-Fuchs Quick-Connect und dem Vario-Tool von

Sennebogen.

Der 180/ 200 MH (18/ 20 t) wurde komplett neu konstruiert. Ein größerer Drehkranz und ein neues Schwenkgetriebe verleihen dem Gerät ein besseres Schwenkverhalten. Der Kabinenaufstieg wurde optimiert. Durch den jetzt zentriert auf dem Unterwagen montierten Turm sowie eine größere Abstützweite wird eine gleichmäßigere Lastverteilung für höhere Traglasten erreicht. Zukünftig werden mehr verschiedene Arm-Kombinationen angeboten. Mit der neuen Armkinematik gewinnt der 200 MH deutlich an Stabilität im Arbeitsverhalten. Auch der 200 MH erhält die größere 145 ccm Hauptpumpe. Dadurch kann die Motordrehzahl gesenkt werden.

Ein ganz neues Umschlaggerät ist auch der 250 MH mit seinem komplett neu konstruierten Unterwagen mit mittigen Drehkranzturm und besserer Pratzenkinematik. Drehkranz und Schwenkwerk wurden vom 270 MH übernommen. Die Armaufnahme ist um 130 mm nach der Mitte gerückt, damit ist auch bei voller Kabinenhöhe ein ruhigeres Arbeiten möglich.

Ein erheblich größerer Drehkranz in Verbindung mit dem größeren Schwenkgetriebe ergeben bessere Arbeitseigenschaften und eine längere Lebensdauer. Die Schlauchführung vom Steuerblock zum Ausleger wurde komplett neu gestaltet.

Aufgerüstet wurde auch der 270 MH mit einem optimierten Schwenkwerk.

Wesentliche Änderungen gibt es allerdings am Unterwagen. Dieser wurde komplett neu konstruiert. Neue Gelenkwellen, ein mittig gestellter Turm sowie eine optimierte Abstützung zeichnen den neuen Unterwagen aus, die ausschließlich mit Industriearmen als Umschlaggerät geliefert werden.

Die höheren Traglasten basieren auf dem neuen schwereren Unterwagen, dem mittigen Turm und der um 50 mm zur Baggermitte verlagerten Armaufnahme. Der Drehkranz wurde modifiziert und ein neues Schwenkwerk eingebaut.

Der bewährte 350 MH ist im Zuge der Motorumstellung mit einer überarbeiteten Kabine, Elektronik und Klimaanlage ausgestattet worden. Optional erhält jetzt der 350 MH einen neuen verstärkten Kabinenlift, wodurch eine deutlich verbesserte Sichthöhe von 5,4 m erreicht wird.

Der 800 MH ist als Hafenumschlagmaschine und für den Einsatz als Umschlagmaschine für Schrott konzipiert. Die Reichweite beträgt bis zu 24 m.

Eine variable Kabinenhöhe bietet dem Bediener eine Sichthöhe bis zu 9,5 m. Die Kabine kann bis zum Erdboden abgesenkt werden. Er hebt eine Maximallast  von 20 t, bei einer Ausladung von 6 m und erreicht bei einer Ausladung von 20 m noch eine Traglast von 6,6 t. Die Transportmaße sind bei einer Länge von knapp 17, 5 m eine Höhe von 3,96 m.

Diese Maschine wird in Zusammenarbeit mit der Finnischen Firma Mantsinen konstruiert und gebaut.

Für den Export außerhalb der EU bietet Atlas alle MH-Geräte auch optional mit einem Motor der Abgasstufe COM 3 / Tier III an.

Atlas verbaut Cummins und auch Deutz Motoren und jetzt auch Linde-Hydraulikkomponeneten.

Terex–Fuchs : 

Auf dem Terex–Stand gab es nicht viel Umschlagmaschinen zu sehen.

Es war eine MHL 350 E Hybrid-Maschine ausgestellt die mit dem schon beschriebenen Hybrid-System, Dieselmotor und Elektromotor betrieben wird.

Das wird erst einmal für den russischen Markt uninteressant sein.

Interessanter ist da schon die auf dem Kiesel-Stand ausgestellte MHL 355 E BQC Maschine, die durch ihr Wechselsystem sehr große Scheren aufnehmen kann. Ich denke das ist als Basismaschine für viele Anwendungszwecke die ideale Maschine, zumal sie mit ihrem kraftverstärkenden dritten Hubzylinder auch über gute Hubkräfte verfügt. Interessant war auch die MHL 820 mit

Terex – Fuchs MHL 355 E BQC mit Heavy Lift Cylinder

elektrischem Antrieb und dem angehängten Power-Pack für Transportstrecken.

Im Grundprogramm gibt es nichts Neues, aber Fuchs kann ja durch ihr Application-Center sehr flexibel auf Kunden- und Marktanforderungen eingehen.

Fuchs wird auch weiterhin Deutz Tier III Motoren nach Russland liefern.

Terex – Fuchs MHL 820 Elektro-Maschine

Mantsinen

Mantsinen hatte mit dem 120M Hybrilift eine ihrer neuen radmobilen Umschlagmaschinen ausgestellt. Neu im Programm der radmobilen Umschlagmaschinen sind der

Mantsinen 70 M Betriebsgewicht: 75 – 82 t, Ausladung bis 24 m, Tragkraft bei 16m/ 8,5 t.

Mantsinen 90 M Betriebsgewicht: 90 – 100 t., Ausladung bis 26 m, Tragkraft bei 16 m/ 10 t.

Mantsinen 120 M Betriebsgewicht: 120 – 135 t. 3 Achsen, Ausladung bis 27 m , Tragkraft bei 20 m / 11 t.

Alle diese neuen radmobilen Maschinen, sind mit dem Mantsinen-HybriLift ausgerüstet. Es gibt diese Maschinen mit 2-Achs Fahrwerk, nur der 120er hat auf Grund seines hohen Eigengewichts ein 3-Achs Fahrwerk, bei dem die Vorder- und Hinterachse gelenkt ist.

Das Programm von Mantsinen reicht vom 70er bis zum 200er Modell, die alle  standard auf einem Raupen-Portal-Fahrwerk geliefert werden.

Mantsinen verwendet bei einigen Modellen, Hitachi , Caterpillar und Komatsu Oberwagen. Bei den Mantsineneigenen Konstruktionen werden  Caterpillar und AGCO-Power Diesel-Motoren eingebaut.

AGCO-Power ist ein finnischer Motorenhersteller dessen hervorragend langlebige Motoren früher unter SISU-Diesel bekannt waren.

Mantsinen hat jetzt auch eine strategische Partnerschaft für den Bau von Material-Umschlagmaschinen mit ATLAS Delmenhorst abgeschlossen

Greifer und andere Anbaugeräte für Umschlagmaschinen.

Bei den Greifer-Herstellern ist mir aufgefallen, dass zumindest bei den Schrottgreifern immer mehr von den Einbau- oder Kompakt Drehmotoren abrücken. Fast jeder hat zumindest optional einen Drehantrieb mit Drehkranz und aufgestecktem kleinen Hydraulikmotor (Danfoss, Parker) angeboten.

Die Probleme mit den Kompakt- bzw. Einbaudrehmotoren haben jetzt auch bei allen Herstellern dazu geführt das zu ändern, oder zumindest alternativ einen solchen Drehantrieb anzubieten. Das größte Problem dieser Einbaudrehmotoren, oder auch Rotatoren genannt, war nicht ihre Funktion, sondern ihre äußerst komplizierte und aufwendige Reparaturmöglichkeit. Bekannte Marken waren Thumm und Indexator.

Aufgefallen ist auch, dass die meisten Greiferhersteller wieder zu einfachen und reparaturtechnisch günstigeren Lösungen bei den Lagerstellen der Arme zurückgekommen sind. Es gab auch einen Hersteller zu sehen, der fast baugleich den sehr beliebten Liebherr Greifer GM 60 kopiert hat.

Greifer mit Drehkranz und aufgestecktem Hydro-Motor verschiedene Fabrikate

Mehrere Hersteller präsentierten auch Magnetplatten mit eigenem Stromerzeuger für Maschinen ohne Generator. Für gelegentliche Arbeiten mit einer Magnetplatte, hauptsächlich für kleinere Maschinen zum Sortieren des Materials reichen diese Anbaugeräte aus. Sie haben einen Durchmesser von 730 -1500 mm und eine Leistung von 2,0 – 11,0 kW. Es gibt natürlich auch hydraulisch angetriebene Generatoren zum Nachträglichen Einbau in eine Maschine. Diese Generatoren haben den Vorteil, dass man ihn überall wo Platz ist einbauen kann.

Verblüffend ist die Vielzahl von Herstellern von Schrottscheren. Darauf im Einzelnen einzugehen, wäre zu weitläufig. Irgendwie ähneln sie sich alle und Unterscheiden sich im Wesentlichen nur im Detail.

Meinen Augenmerk hatte ich diesmal auf Schienenknacker gelegt, weil der Bedarf an diesen Anbaugeräten scheinbar gestiegen ist. Ich habe vier Hersteller gefunden, die diese Art von Zangen/Knackern herstellen.

Drei davon sind vom Konstruktionsprinzip gleich oder ähnlich, der vierte unterscheidet sich, weil er als Grundgerät eine Abbruch-Kombizange verwendet.

Diese Art von Zangen haben 2 bewegliche Kiefern und damit auch 2 Hydraulikzylinder.

Generell muss man aber sagen, dass diese Art von Schienenknackern eigentlich dafür gedacht sind, noch verlegte Schienenstränge mittels einem 2-Wege-Bagger zu zerkleinern und transportfähig zu machen. Bei großen Mengen Schienen und ständigem Einsatz auf dem Schrottplatz würde ich eher einen Schienenbrecher empfehlen. Dessen Leistung ist höher und der Verschleiß geringer. Diese Schienenbrecher gibt es stationär, mobil auf einem Sattelauflieger oder raupenmobil mit eigenem Raupenfahrwerk.

Zu den immer wiederkehrenden Aufgaben für Umschlagmaschinen gehört auch das Verladen oder Lagern von Großrohren für Pipelines.

Ich habe mich mit verschiedenen Herstellern solcher Vakuum-Hebetraversen unterhalten und die Problematik des Eigengewichts solcher Vakuum-Traversen angesprochen. Manche Hersteller bieten verschiedene Größen an, die dem zu hebenden Rohrgewicht angepasst ist. Das benötigte Vakuum wird bei den meisten Traversen durch einen eigenen Dieselmotor oder durch einen Hydraulikmotor, aufgebaut auf der Traverse, hergestellt. Dadurch haben sie ein hohes Eigengewicht. Diese Traversen sind fast ausschließlich an Raupenbaggern angebaut, weil die mit ihren kurzen Auslegern mehr Hubkraft haben. Besser einzusetzen wäre eine Traverse bei der die Antriebseinheit auf dem Umschlaggerät steht und mit einem vakuumstabilen Schlauch mit der Traverse verbunden ist. Dadurch kann die Traverse sehr leicht gehalten werden.

Es gibt eine deutsche Firma, die auch in der Lage ist, spezielle Probleme in Bezug auf die Umschlagmaschine zu lösen.

Powerpack und Schlauchinstallation für Vakuum-Traverse

Sehr interessant für die Recycling-, Metall- und Hüttenwerke fand ich, dass jetzt auch Teleskoplader mit einer Hubkraft von 30 t auf dem Markt sind.

Ich habe mir eine Maschine aus Italien (fast alle Teleskopmaschinen kommen aus Italien) angesehen, die einen sehr guten Eindruck machte. Damit kann man auch in Häfen oder Hüttenwerken Materialien bewegen, die sonst nur mit einem Schwerlaststapler vertikal oder mit einem Reach-Stacker möglich waren.

Diese Maschine wird aber deutlich unter dem Preis eines Reach-Stackers liegen und kann zudem mit vielen hydraulischen Anbaugeräten ausgerüstet werden.

Ich finde diese Maschine für Lagerplätze, Hafen-Stückgut, Umschlag- und Stahlwerke sehr gut geeignet und hilfreich.

Berlin im Mai 2013

Gerd Köroska, ADFT e.V.

Hochpräzise Nanostrukturierung mit Ultraschall: Neues Verfahren zur Erzeugung poröser Metalle

Christian Wißler
Forschungsmarketing

Universität Bayreuth

03.03.2011 11:50
Metallpartikel reagieren sehr unterschiedlich auf die Behandlung mit Ultraschall. Metalle wie Zink (Zn), die einen geringen Schmelzpunkt (Melting Point = MP) haben, werden vollständig oxidiert. Metalle mit einem hohen Schmelzpunkt wie Nickel (Ni) und Titan (Ti) reagieren hingegen mit einer Modifikation ihrer Oberflächen. Aluminium (Al) und Magnesium (Mg) entwickeln eine mesoporöse Struktur. Edelmetalle widersetzen sich einer derartigen Behandlung mit Ultraschall, weil ihre Neigung zur Oxidation äußerst gering ist. Die Schmelzpunkte der Metalle sind in der Grafik jeweils in Grad Kelvin (K) angegeben.
Metallpartikel reagieren sehr unterschiedlich auf die Behandlung mit Ultraschall. Metalle wie Zink (Zn), die einen geringen Schmelzpunkt (Melting Point = MP) haben, werden vollständig oxidiert. Metalle mit einem hohen Schmelzpunkt wie Nickel (Ni) und Titan (Ti) reagieren hingegen mit einer Modifikation ihrer Oberflächen. Aluminium (Al) und Magnesium (Mg) entwickeln eine mesoporöse Struktur. Edelmetalle widersetzen sich einer derartigen Behandlung mit Ultraschall, weil ihre Neigung zur Oxidation äußerst gering ist. Die Schmelzpunkte der Metalle sind in der Grafik jeweils in Grad Kelvin (K) angegeben.
Grafik: Dr. Daria Andreeva, Universität Bayreuth; mit Autorenangabe zur Veröffentlichung frei.
Sie sind korrosionsbeständig, mechanisch äußerst stark und halten extrem hohen Temperaturen stand:
Mit diesen Eigenschaften sind poröse Metalle für zahlreiche Technologiefelder von besonderem Interesse. Sie zeichnen sich durch feinste Oberflächenstrukturen mit Poren aus, die im Durchmesser nur wenige Nanometer groß sind. Einem internationalen Forschungsteam um Dr. Daria Andreeva an der Universität Bayreuth (Lehrstuhl Physikalische Chemie II) ist es jetzt gelungen, ein hochleistungsfähiges und kostengünstiges Ultraschall-Verfahren für das Design und die Herstellung derartiger metallischer Strukturen zu entwickeln.
Metalle werden dabei in einer wässrigen Lösung mit Ultraschall so bearbeitet, dass Hohlräume von wenigen Nanometern entstehen – und zwar in präzise definierten Abständen. Für diese maßgeschneiderten Nanostrukturen gibt es schon heute ein breites Spektrum innovativer Anwendungen, beispielsweise in der Luftreinigung, der Energiespeicherung oder der Medizintechnik. Besonders vielversprechend ist der Einsatz poröser Metalle in Nanokompositen. Dabei handelt es sich um eine neue Klasse von Verbundwerkstoffen, in denen eine hochfeine Matrixstruktur mit Partikeln in einer Größenordnung von bis zu 20 Nanometern gefüllt wird.Das in Bayreuth entwickelte Verfahren nutzt den Prozess der Blasenbildung, der in der Physik als Kavitation bezeichnet wird (abgeleitet von lat „cavus“ = „hohl“). In der Seefahrt ist dieser Vorgang wegen der schweren Schäden, die an Schiffsschrauben und Schiffsturbinen entstehen können, gefürchtet. Denn bei sehr hohen Drehgeschwindigkeiten bilden sich unter Wasser Dampfblasen, die nach kurzer Zeit unter extrem hohen Drücken in sich zusammenfallen und die metallischen Oberflächen von Schrauben und Turbinen verformen. Der Prozess der Kavitation lässt sich aber auch mit Ultraschall künstlich erzeugen. Ultraschall besteht aus Druckwellen mit Frequenzen oberhalb des hörbaren Bereichs (20 kHz) und erzeugt in Wasser sowie in wässrigen Lösungen Vakuumblasen. Wenn diese Blasen implodieren, entstehen Temperaturen von mehreren Tausend Grad Celsius und extrem hohe Drücke bis ca. 1000 bar.

Eine präzise Steuerung dieser Prozesse kann für eine gezielte Nanostrukturierung von Metallen eingesetzt werden, die sich in einer wässrigen Lösung befinden – vorausgesetzt, die Metalle bringen bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften mit. Denn wie Dr. Daria Andreeva zusammen mit ihren Kollegen in Golm, Berlin und Minsk gezeigt hat, reagieren Metalle sehr unterschiedlich, wenn sie einer derartigen Ultraschallbehandlung ausgesetzt werden. Bei Metallen mit einer hohen Reaktivität wie Zink, Aluminium und Magnesium bildet sich schrittweise eine Matrixstruktur heraus, die durch eine Oxidschicht stabilisiert wird. Das Ergebnis sind poröse Metalle, die beispielsweise in Verbundwerkstoffen weiterverarbeitet werden können. Anders verhält es sich jedoch bei Edelmetallen wie Gold, Platin, Silber und Palladium. Diese widersetzen sich aufgrund ihrer geringen Oxidationsneigung der Behandlung durch Ultraschall; ihre Strukturen und Eigenschaften bleiben unverändert.

Die Tatsache, dass verschiedene Metalle unterschiedlich sensibel auf eine Ultraschallbehandlung reagieren, lässt sich für materialwissenschaftliche Innovationen nutzen: So können Legierungen zu Nanokompositen verarbeitet werden, in denen Partikel des stabileren Materials von einer porösen Matrix des instabileren Metalls umgeben sind. Dabei entstehen auf engstem Raum sehr große Oberflächen, weshalb diese Nanokomposite als Katalysatoren zum Einsatz kommen können. Sie bewirken, dass chemische Reaktionen besonders schnell und effizient ablaufen.

Neben Dr. Daria Andreeva waren auch Prof. Dr. Andreas Fery, Dr. Nicolas Pazos-Perez und Jana Schäferhans am Lehrstuhl Physikalische Chemie II an den Forschungsergebnissen beteiligt. Mit ihren Kollegen am Max-Planck-Institut für Kolloide und Grenzflächen in Golm, am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH und an der Weißrussischen Staatsuniversität in Minsk haben sie ihre neuesten Ergebnisse in der Zeitschrift „Nanoscale“ online publiziert.

Veröffentlichung:

Ekaterina V. Skorb, Dmitri Fix, Dmitry G. Shchukin, Helmuth Möhwald, Dmitry V.
Sviridov, Rami Mousa, Nelia Wanderka, Jana Schäferhans, Nicolas Pazos-Perez,
Andreas Fery, and Daria V. Andreeva,
Sonochemical formation of metal sponges,
in: Nanoscale, Advance first,
DOI-Bookmark: 10.1039/c0nr00635a

Ansprechpartner für weitere Informationen:

Dr. Daria Andreeva
Lehrstuhl Physikalische Chemie II
Universität Bayreuth
95440 Bayreuth
Tel.: +49 (0) 921 / 55-2750
E-Mail: daria.andreeva@uni-bayreuth.de

Fortschritte bei der Nutzung von Mikroorganismen für die Erzeugung von elektrischer Energie

Schlagwörter

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Ulrike Rolf
Presse und Kommunikation

Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig

01.03.2011 09:36
Weltweit erforschen Wissenschaftlerteams, wie man Mikroorganismen zur Energiegewinnung nutzen kann. An der Technischen Universität Braunschweig ist das Team von Prof. Dr. Uwe Schröder diesem Ziel näher gekommen. Die Ergebnisse dieser Forschung sind jetzt in drei Artikeln renommierter Fachzeitschriften veröffentlicht worden.
Das Braunschweiger Forscherteam beschäftigt sich seit längerem mit elektrokatalytisch aktiven Bakterien. Ziel ist es, mit Hilfe dieser Biofilme eine neue Technologie zu entwickeln. Sie soll es unter anderem ermöglichen, niedrigenergetische Biomasse, wie zum Beispiel Abwasser, zur Gewinnung von elektrischer Energie oder zur Produktion von wertvollen Grundstoffen zu nutzen. Dieses Technologiekonzept ist seit längerem unter dem Schlagwort „mikrobielle Brennstoffzelle“ oder „mikrobielle Bioelektrochemische Systeme“ bekannt.

Der Weg vom im Labormaßstab erfolgreichen Konzept zur fertigen Technologie ist allerdings noch lang. Es müssen noch fundamentale und technologische Fragen beantwortet werden. Drei Bausteine auf diesem Weg können jetzt die Forscher aus Braunschweig in Zusammenarbeit mit externen Kooperationspartnern beisteuern………….



Kontakt
Prof. Dr. Uwe Schröder
Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie
E-Mail: uwe.schroeder@tu-braunschweig.de
Tel.: +49(0)531 391 8425

Dr. Falk Harnisch
Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie
E-Mail: f.harnisch@tu-braunschweig.de
Tel.: +49(0)531 391 8428

25 Fachkräfte aus der Stahlindustrie auf Fortbildungsreise durch Deutschland und Europa

Frank Gerhardt. ADFT e.V. Pressemitteilung

Die Akademie der führenden Technologien e.V. (ADFT e.V.) , Frau Dipl.Ing. Nina Buesing, und Herr Gerd Koeroska haben mit Unterstützung der Russischen Staatlichen Metallurgischen Abendhochschule, Frau Prof. Alevtina P. Bobyreva, eine Fortbildung  für 25 Fachleute der  Stahl- und Schrottbranche  aus Deutschland, Russland und der Ukraine veranstaltet und die technischen Fortschritte in diesem Wirtschaftssektor gezeigt.

Vom 28.11.2010 bis 05.12.2010 konnten 25 Fachleute der  Stahl- und Schrottbranche  aus Deutschland, Russland und der  Ukraine  die führenden Technologien von 15 völlig unterschiedlichen Unternehmen kennen lernen, welche sich auf die Vorbereitung und Verarbeitung von Schrott spezialisieren. Das Fortbildungsprogramm  könnte man auch  eine Reise in die technische Welt nennen. Eine Reise mit vielen Stationen, vielen Vorträgen in den Schulungsräumen der Betriebe und deren Besuche.

Die Fortbildungsreise begann am Flughafen in Frankfurt am Main, wo alle sich trafen. In einem komfortablen Bus ging es zuerst nach Petange in Luxemburg. Im Bus kamen schon die ersten Fragen:

Teilnehmer: “Was ist das Ziel von  ADFT?“

Dipl. Ing. Nina Buesing: „Das Ziel von  ADFT  e.V. ist  es, für Fach- und Führungskräfte einen Weg zu mehr beruflicher Kompetenz zu schaffen.  Der Alltag stellt im Beruf viele Aufgaben. Deswegen befinden sich die Lernziele in einem lebendigen Prozess. Die Teilnehmer profitieren vom Austausch mit erfahrenen Experten und dem Wechsel zwischen theoretischen und praktischen Phasen.“

Telnehmer: “Wie werden die Technologien zur Vorstellung bei der Fortbildung ausgesucht?“

Gerd Köroska: „In erster Linie, nach den Interessen der Teilnehmer und zweitens nach den erkennbaren Trends zur besseren Ausnutzung der Rohstoffe und Möglichkeiten der Modernisierung  ihrer bestehenden Anlagen und deren Wirtschaftlichkeit.“

Der erste Tag begann mit Herrn Dietmar Kajnath, der die Technologien im Recycling vorstellte. Daraufhin die Firmengruppe Recylux lernte man in Aubange, Belgien, den Schrottplatz der Firma Recylux Beldique S.A., und in  Saulnes, Frankreich, den Schrottplatz der Firma Recyfrance SAS kennen. Das Kerngeschäft diese Gruppe besteht in der Wiederverwertung von metallhaltigen Abfällen, die aus Konsumgütern entstammen, wie Altfahrzeuge, Elektronikschrott, Industrieabfälle, Bau- und Abbruchabfällen.  In Aubange waren ein 3000 PS Metso Lindemann Schredder mit Andrin Magneten bei der Arbeit und in Saulnes – die Restaufbereitung der Schredderprodukte in verwertbare Bestandteile durch Nichteisen – Trennung, trocken und schwimmend, zu besichtigen.

Als Höhepunkt des Tages könnte man den Besuch der Firma Andrin in Villers-la-Montagne bezeichnen. Die Andrin S.A. ist in der allen Etappen der Entwicklung und des Einsatzes des Magnetismus in der Industrie tätig, von der praktischen Forschung bis zur Einrichtung der Magnetanlagen. Andrin S.A. ist ein anerkannter Partner bei Eisen- und  Stahlbetrieben und Stahlbaubetrieben. Die magnetischen oder elektromagnetischen Geräte zum Heben verbinden Leistung, Dauerhaftigkeit, Zuverlässigkeit und Produktivität. Es können rohe oder fertige, kalte oder warme (bis 650oC) Produkte befördert werden. Durch Anwendung von elektrischen und elektronischen Ausrüstungen ist auch die Automatisierung möglich. Durch Nutzung der ferromagnetischen Eigenschaften der Elemente werden  lose oder feste Produkte im ständigen Fluss sortiert, gereinigt, selektiert und getrennt. Es sind mehrere Baureihen von Anlagen entwickelt: Magnetische Blöcke und Scheiben, magnetische Overbands, magnetische Rollen, Scheideanlagen mit Drehgehäusen, magnetische Rutschen und Rinnen. Es werden auch Anlagen zur Entmetallisierung gebaut. Es werden zwei unterschiedliche Verarbeitungstechnologien auf Grundlage der Foucault’schen Ströme angeboten: Erkennung plus Aktion oder Induktion durch hochfrequenten Magnetfluss. Zu Leistungen der Firma Andrin gehören Erneuerung, Reparatur und Bewicklung von drehenden und statischen Elektromaschinen. Diese Firma ist ein anerkannter Fachbetrieb in diesem Industriezweig.

Weiter in Bexbach wurden von Herrn Dietmar Kainath die verschiedene Systeme von mobilen Schrottscheren und ein interessanter Schienenknacker für den Anbau an eine Umschlagmaschine von der Firma Kinshofer-HKS präsentiert. Diese Firma hat die neue Baureihe seiner Mehrschalengreifer vorgestellt und im Vortrag erklärt.

In St.Ingbert und Homburg wurde der neueste Stand der Transport-Logistik mit Absetz- und Abroll-Container der Firma Gergen-Jung präsentiert. Herr Dierstein zeigte sehr anschaulich und kompetent die Vorteile des Schrott- Transports durch die in Europa üblichen Containersysteme und führte sie auch vor. Es konnte sogar eine auf den neusten Stand der Technik stehende Verzinkerei der Bauteile besichtigt werden.

In Kehl am Rhein hatte die Firma BSE zum Besuch in Badische Stahlwerke eingeladen. Die Badische Stahlwerke GmbH (BSW) ist eines der leistungsfähigsten Elektrostahlwerke der Welt und produziert Betonstahl und Walzdraht für Europa. Vom Schrott zum Stahl werden nur vier Stunden gebraucht! Die Badische Stahl Engineering GmbH versteht sich als Dienstleistungsbetrieb zur Effizienz- und Leistungssteigerung in der Elektrostahlindustrie weltweit. Die Beratung beinhaltet die umfassende Analyse von Stahl- und Walzwerken, die Erarbeitung von Zukunftskonzepten sowie deren fachliche Begleitung in der Umsetzung. Neben ständigen Verbesserungen in der Stahlherstellung ist das Bewusstsein für Umweltschutz und Arbeitssicherheit ein wichtiger Bestandteil der Werkskultur. Beispielhaft ist die Vorreiterrolle bei der technischen Bewältigung des Problems der Dioxinreduzierung in der Elektrostahlherstellung. Im Recyclingverfahren ist auch die Weiterverarbeitung der bei der Stahlherstellung anfallenden Nebenprodukte wie Stahlwerksschlacke, Zunder und Elektroofenstaub  eingeschlossen.

In Karlsruhe wurde die Firma Cronimet, welche zu den größten Firmen im Ankauf und Handel von Edelstahlschrott gehört, besucht. Dort werden verschiedene Prüfverfahren verwendet, wie die sofortige Oberflächenanalyse und spätere Analyse des Materials von ausgebohrten Proben, um eine absolute Sortenreinheit für die weiterverarbeitende Industrie zu gewährleisten.
Nicht weit von Karlsruhe in dem netten Ort Bad Schönborn konnte einer der Markt führenden Hersteller von mobilen Umschlagmaschinen, die Firma Terex-Fuchs besucht werden. Dort wurde im letzten Jahr, das durch die Wirtschaftskrise geprägt war, sehr viel an neuen Strukturen und einer Neuaufstellung der Produkte für die Zukunft gearbeitet und investiert. Durch das neu eingerichtete „Applications Center“ konnte das Programm für Spezialmaschinen erweitert werden. Eine große Rolle spielen jetzt in zunehmendem Maße die elektrisch angetriebenen Umschlagmaschinen.

Auch Firma Liebherr gehört zu den Marktführern im Umschlag von Gütern und bietet eine große Vielfalt eigens für den  Materialumschlag konzipierter Maschinen und Technologien an. In Dortmund wurde die Gruppe von Herrn Scheuerl und Frau Zabolotnova empfangen und über ein neues Vertriebs- und Ersatzteilcenter in der Region Moskau informiert. Eine neue Produktionsstätte bei Nischnyi Novgorod wurde vorgestellt. Die hohen Traglasten der Liebherrmaschinen und deren schnelle Arbeitsabläufe bilden die Voraussetzung für einen leistungsfähigen industriellen Umschlagbetrieb und eine Vielzahl von Ausrüstungsvarianten optimiert den Maschineneinsatz.

Im Vortrag von Firma HGT- Hydraulikgreifer Technologie GmbH hat Herr Kauschke über die ewigen Probleme bei den Greifern gesprochen, wie z.B. die Undichtigkeit und Empfindlichkeit der bisher verwendete integrierte Drehköpfe von Indexator oder Thumm. Die Reparatur dieser Rotatoren vor Ort führt immer wieder zu großen Schwierigkeiten. Dafür bietet HGT optional einen neuen Drehantrieb, ähnlich dem System wie Liebherr es verwendet, an. Dieses System ist einfach zu ersetzen. Die Greifer wurden an den hochbelasteten Stellen durch Verschleißbleche aus Hardox450 verstärkt, wie auch die auswechselbaren Zahnspitzen.

Auf der so genannten Schrottinsel in Duisburg, wo sich auf dem Gelände des größtem Binnenhafens Europas die Firma TSR befindet, wurden die Produkte der Firma Akros-Henschel in ihrer Aktion demonstriert. Später im Vortrag  wurde von Herrn Ressel die ganze Produktreihe vom Schredder über stationäre, mobile, auch semi-mobile Schrottscheren bis hin zu den Pressen vorgestellt. Akros Henschel hat besonders lange Erfahrung in dieser Produktsparte und zeigt ständig technische Innovationen.

Am Ende der Reise in Born auf dem größten Schrottplatz von Holland, wo sich die Firma Euregio Recycling befindet, wurden eine neue 1.250 Tonnen Metso Lindemann Schrottschere und ein Metso Lindemann Schredder vorgeführt und ausgiebig durch Herrn Kokot und Herrn Babuschkin erklärt. Das besondere an dieser Schere ist, dass sie völlig eingekleidet ist, um die Lärmschutzbestimmungen in Holland zu erfüllen. Dies gilt auch für den Schredder und sämtliche Bänder. Die spätere Werkbesichtigung der Firma Metso Lindemann GmbH in Düsseldorf, wo die Herstellungsschritte eines großen Schredders beobachtet werden konnten, beeindruckte alle Teilnehmer. Die große Erfahrung von Metso Lindemann ist in der Vielfalt und Qualität der Einzelkomponenten und deren Komposition verborgen.

Den Schlagbrecher „Terminator“ präsentierte Herr Litau  von der Firma BLN Group in seinem Vortrag. Diese Schlagbrecher sind in der Lage große und dicke Gussstücke oder Stahlschlackebrocken auf Grund ihrer großen Einzelschlagenergie von bis zu 180.000 Joule per Schlag zu zertrümmern.

Als roter Faden führte durch alle Besichtigungen und Vorträge die Überzeugung, dass jetzt die Zeit der Verfeinerung, Leistungssteigerung, Energieeinsparung gekommen sei, um die Qualität zu verbessern, das Produkt aufzuwerten und es kostbarer zu machen. Es müssen nicht neue Maschinen erfunden, sondern die bestehenden Systeme verfeinert werden. Durch die Verfeinerung werden die Maschinen immer effizienter, schneller,  gründlicher und emissionsärmer.

Deswegen ist eine Fortbildung in den führenden Technologien die sicherste Investition in die Zukunft des praktischen Wissens, wo gleichzeitig persönliche Beziehungen und offener Dialog die Voraussetzungen zur Erweiterung der berufliche Kompetenz der Teilnehmer sind.

Die ADFT e.V. hat die nächsten Reisen im Mai und Dezember 2011 geplant.  Das Programm befindet sich auf der Internetseite www.akademie-dft.com

Akademie der führenden Technologien – Fortbildungsreisen 2010

Die Akademie lädt sie zur neuen Fortbildungsreise im Spätherbst 2010 ein. Lernen sie die führenden Technologien von 15 völlig unterschiedlichen Unternehmen kennen, welche sich auf die Vorbereitung und Verarbeitung von Schrott spezialisieren. Europaweit und garantiert völlig unabhängig.
Wir stellen ihnen 9 Schrottplätze, 1 Stahlwerk, 4 Werke von Maschinen & Anlagenhersteller, 11 Vorträge in Schulungszentren und 6 Rundtischgespräche mit verschiedenen Experten vor.
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1. Reise vom 26. September  bis 3. Oktober 2010
2. Reise vom 28. November bis 5.Dezember 2010
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Der komplette Reiseplan

Zur besseren Übersicht der Karte drücken sie hier

Programminformation detailliert in Tabellenform

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Rohstoff Kupfer ausreichend für Ausbau und Entwicklung der Elektromobilität vorhanden

Dr. Kathrin Schwabe, Pressestelle
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI)

29.07.2010 12:22
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Kupfer spielt bei der Herstellung von Elektroautos eine große Rolle. Der Rohstoff wird für die Antriebsmotoren und ihre Verbindung mit dem Akkumulator benötigt. Das Ziel der Bundesregierung, bis 2020 eine Million E-Fahrzeuge auf den Markt zu bringen, erhöht die Nachfrage nach Rohstoffen wie Kupfer, Neodym und Nickel. Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI analysiert im Projekt „Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität (FSEM)“, ob die geologische Verfügbarkeit dieser Rohstoffe ausreicht, um den gewünschten Ausbau der Elektromobilität zu ermöglichen. Die Untersuchung von Kupfer zeigt, für diesen Rohstoff sind weltweit ausreichende geologische Vorkommen vorhanden.

Die Analyse untersuchte den Verbrauch der geologischen Ressourcen von Kupfer bis 2050. Dabei wurden alle Kupferapplikationen einbezogen, wobei der Elektromobilität besondere Beachtung geschenkt wurde. „Unser Ergebnis ist, dass die Kupfernachfrage durch die Entwicklung der Elektromobilität nur wenig beeinflusst wird. Selbst wenn wir einen 85-prozentigen Marktanteil von Elektrofahrzeugen bei den Neuzulassungen haben sollten, beansprucht dieser Sektor im Jahre 2050 nicht mehr als 21 Prozent der kompletten weltweiten Kupfernachfrage. Bei moderateren Wachstumsannahmen sogar nur 14 Prozent“, fasst Projektleiter Prof. Martin Wietschel die Ergebnisse zusammen. Die geologischen Vorräte an Kupfer sind ausreichend, um die Nachfrage in allen Anwendungsbereichen in den nächsten Jahrzehnten zu decken. Die geopolitischen Risiken sind hier im Vergleich zu anderen Rohstoffen gering, weil die Vorkommen auf viele Länder verteilt sind. „Die geologische Verfügbarkeit von Kupfer wird somit den Ausbau der Elektromobilität und die Entwicklung der Weltwirtschaft auf absehbare Zeit nicht im Weg stehen“, so Wietschel.

Allerdings werden die mit der heute verfügbaren Technik wirtschaftlich abbaubaren Kupferreserven Mitte der 30er Jahre des 21. Jahrhunderts erschöpft sein. „Dann müssen neue Vorkommen erschlossen werden, deren Abbau höhere Kosten verursacht. Dies wird nicht ohne Auswirkungen auf den Kupferpreis bleiben“, fasst Dr. Gerhard Angerer, einer der Autoren der Studie, das Ergebnis zusammen. Die Erschließung neuer Minen muss in den nächsten zehn bis 15 Jahren geplant werden, um eine kontinuierliche Versorgung der Weltwirtschaft mit Kupfer sicherzustellen…

Die Studie „Kupfer für Zukunftstechnologien“ steht unter http://isi.fraunhofer.de/isi-de/service/presseinfos/2010/pri10-13.php zum Download bereit.

Holz im Tank

Dr. Renate Hoer, Abteilung Öffentlichkeitsarbeit
Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

11.05.2010 15:34
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So entsteht die neue Familie der valerischen Biokraftstoffe
magnifier So entsteht die neue Familie der valerischen Biokraftstoffe
Valerische Kraftstoffe: Eine neue Generation Biobenzin und Biodiesel aus Lignocellulose

Der ansteigende Energiebedarf bei abnehmenden Öl- und Erdgasreserven, verbunden mit einer zunehmenden Freisetzung des Klimagases CO2 ist eines der drängendsten Probleme unserer Zeit. Biokraftstoffe könnten Teil einer Antwort auf diese Herausforderung sein. Jean-Paul Lange und seine Kollegen von Shell in Amsterdam, Hamburg und Cheshire (Großbritannien) haben nun eine vielversprechende neue Generation Biokraftstoffe auf Holzbasis entwickelt. Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, könnten heutige Fahrzeuge ohne Modifikationen damit fahren und das derzeitige Tankstellennetz nutzen.

Die erste Biokraftstoff-Generation basierte auf Zuckern, Stärke und pflanzlichen Ölen. Da diese Rohstoffe vor allem aber als Nahrungsmittel gebraucht werden, können auf diese Weise nicht die im Transportsektor benötigten Mengen gedeckt werden. Eine interessante Alternative stellt Lignocellulose (von lat. lignum: Holz) dar, aus der die Zellwand verholzter Pflanzen bestehen. Dieser Rohstoff ist weiter verbreitet, kostengünstiger und seine Verwendung lässt sich „nachhaltiger“ gestalten. Allerdings ließ sich Lignocellulose bisher nur durch komplexe und teure Aufarbeitung zu Biokraftstoffen veredeln.

Es gibt aber eine Verbindung, die durch einfache saure Hydrolyse möglicherweise aus Lignocellulose gewonnen werden könnte: Lävulinsäure, ein Produkt, das sonst meist aus Glucose hergestellt und unter anderem als Zusatzstoff in der Kosmetik-, Kunststoff- und Textilindustrie verwendet wird. Aus Lävulinsäure ließen sich bisher jedoch noch keine Kraftstoffe mit zufriedenstellenden Eigenschaften gewinnen.

Lange und seine Mitarbeiter fanden nun den richtigen Kniff: Sie hydrieren Lävulinsäure in einem neu entwickelten Verfahren zunächst zu Valeriansäure, die sie dann zu Valeraten verestern. So entsteht eine neue Familie von Kraftstoffen, die so genannten „valerischen Biokraftstoffe“. Sie lassen sich, je nachdem mit welchen Reaktionspartnern sie verestert werden, in Form von Biobenzin oder Biodiesel herstellen und sind mit den derzeitigen Kraftstoffen mischbar. Heutige Fahrzeuge können damit fahren, ohne dass ihre Motoren umgerüstet werden müssten, ebenso könnte das aktuelle Tankstellennetz für den Vertrieb genutzt werden.

Die neuen Kraftstoffe haben eine lange Liste harter Tests bestanden. In einem Praxistest wurden zudem zehn gängige Fahrzeugtypen, neu und gebraucht, ausschließlich mit einer Mischung aus normalem Benzin mit 15 Vol% des valerischen Biobenzins betankt und auf die Straße geschickt, um 500 km pro Tag zurückzulegen. Nach insgesamt 250.000 km Fahrstrecke waren keine Beeinträchtigungen von Fahrverhalten, Motor, Tank oder Benzinleitungen zu verzeichnen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 17/2010

Autor: Jean-Paul Lange, Shell Global Solutions International B.V., Amsterdam (The Netherlands), mailto:jean-paul.lange@shell.com

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201000655

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