Im Rahmen der Innovationsallianz Inno.CNT wurden innovative Lösungen für den Einsatz von Carbon Nanotubes in marktnahen Anwendungen gesucht. Die Forschungsallianz beinhaltete somit neben den zahlreichen Anwendungsprojekten mit hoher Praxisnähe auch grundlegende Projekte zur Herstellung, Modifizierung und Verarbeitung der Nanutubes, die als sogenannte „Querschnittsprojekte“ allen Anwendungsprojekten zu Gute kamen, auch zwei Projekte zur Gesundheit und Anwendungssicherheit der CNTs. Vor diesem Hintergrund wurden in einem großen Konsortium von Forschungs- und Entwicklungspartnern in enger Zusammenarbeit unterschiedliche Projekte gestartet mit dem Ziel, Anwendungen für die noch neue Materialklasse zu identifizieren und entsprechende Produkte zu entwickeln. Hier finden Sie den Inno.CNT Flyer mit einem Überblick aller Projekte.
Neben den drei Querschnittstechnologieprojekten zur Herstellung, Modifizierung und Dispergierung der Carbon Nanotubes wurden zwei Projekte zu den Themen Gesundheit, Sicherheit und Qualität sowie 22 Anwendungsprojekten in den vier übergeordneten Bereichen Elektronik, Energie & Umwelt, Mobilität und Leichtbau bearbeitet. Die hier entwickelten Lösungen haben ein großes Marktpotenzial und reichen von verbesserten Energiequellen wie Brennstoffzellen und Lithium-Ionen-Batterien über ultraleichte Faserverbundwerkstoffe beispielsweise für Windkrafträder bis hin zu neuartigen Katalysatoren. Damit bot sich im Rahmen der Innovationsallianz Inno.CNT die Möglichkeit, grundlegende Ergebnisse aus der fundamentalen Forschung zu den CNTs mit praktischen Fragestellungen der Industrie für gewinnbringende Anwendungen zu verbinden. Damit sollte die Initiative die Voraussetzung für eine schnelle wirtschaftliche Nutzung der noch jungen CNT-Werkstofftechnologie nutzen.
Die Querschnittstechnologien legen die technologischen Grundlagen für den erfolgreichen Einsatz der CNTs.
Eckpfeiler der Innovationsallianz CNT sind die Querschnittstechnologien, die in drei übergreifenden Projekten bearbeitet werden: CarboScale, CarboFunk und CarboDis. Zentrale Aufgabe ist es hier, die technologischen Grundlagen für alle Anwendungsentwicklungen zu schaffen und CNT in ausreichender Menge, Modifikation und Qualität zur Verfügung zu stellen. Im Fokus stehen dabei drei Bereiche: neuartige Katalysatoren und die Herstelltechnologie (CarboScale), die Modifizierung und Funktionalisierung (CarboFunk) sowie die Dispergierung und Konfektionierung (CarboDis).
Die Energieversorgung der Zukunft steht im Blickpunkt der Projekte Energie & Umwelt.
Die Projekte im Anwendungsgebiet Energie & Umwelt konzentrieren sich auf spezifische Anwendungen der Energiewandlung, Energiespeicherung und Energieeinsparung. Dazu gehören beispielsweise Innovationen im Bereich der Brennstoffzellen und der Batterietechnologie, Membranen zur energiesparenden Meerwasserentsalzung und Gasseparation sowie auf CNT basierende Tinten für die Solarzellenentwicklung.
Mehr Energieeffizienz für die Mobilität der Zukunft.
Im Bereich Mobilität stehen neue Verbundwerkstoffe für Kraftfahrzeuge, Luft- und Raumfahrt im Vordergrund. Hier können die winzigen Kohlenstoffröhren neue Werkstoffeigenschaften möglich machen, die im Transportsektor zu erheblichen Fortschritten bei Energieeffizienz, Umwelt- und Klimafreundlichkeit führen. Inno.CNT konzentriert sich auf extrem leichte und hochfeste Werkstoffe, die beispielsweise im mechanisch hochanspruchsvollen Flugzeugrumpf eingesetzt werden und im Satellitenbau von großer Bedeutung sind. CNT ermöglichen aber auch vielfältige Innovationen bei der Gestaltung von Karosseriestrukturen und Oberflächen von Automobilen.
Innovationen für zahlreiche Schlüsselbranchen.
Großes Innovationspotential haben CNT auch im Leichtbau: So werden in diesem Anwendungsbereich hochfeste CNT-basierte Partikelschäume entwickelt, damit Sicherheitselemente z. B. in Fahrzeugen oder in Schutzanzügen noch besser großen Belastungen standhalten. Ein weiteres Beispiel für die Anwendung von CNT in diesem Gebiet ist ein Spezialbeton, der deutlich höhere Stabilität und Elastizität ermöglicht. CNT schaffen dadurch zusätzliche konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten etwa beim Bau von sehr schlanken und hohen Gebäuden und ermöglichen auch Bauten mit sehr hohem Erdbebenschutz.
Mehrwerte für anspruchsvolle elektronische Applikationen
Die Projekte im Bereich Elektronik fokussieren auf die Entwicklung immer leistungsfähigerer elektronischer Bauteile mit einer hohen Funktionsintegration, die über eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit verfügen und zudem höchsten mechanischen Ansprüchen genügen. Das Spektrum der Projekte im Arbeitsgebiet Elektronik reicht von Displays über Röntgen- und Mikrowellengeneratoren, photovoltaischen Anwendungen bis zu hochauflösenden Elektronenstrahl-Instrumenten. Die hier entwickelten Lösungen tragen zur Beherrschung anspruchsvoller elektronischer Applikationen bei, versprechen zusätzlich einen schonenden Umgang mit unseren natürlichen Ressourcen und haben deshalb eine überragende Bedeutung für die gesamte Wirtschaft.
Der sichere Umgang mit CNT hat höchste Priorität.
Sicherheit und Qualität von CNT gehören zu den wichtigsten Themen der Innovationsallianz. Deshalb wird der praxisnahe Ansatz von Inno.CNT durch zwei weitere Projekte unterstützt, die sich mit den Themen Gesundheit, Sicherheit und Qualität befassen. Um die Sicherheit der CNT und Produkte auf deren Basis gewährleisten zu können, müssen mögliche Risiken bewertet und angemessen kommuniziert werden. Voraussetzung dafür ist ein fundiertes Wissen über mögliche Expositionsrouten und über die Wirkung von CNT im Zusammenhang mit biologischen Systemen. Die Entwicklung entsprechender Testmethoden zur Expositionsbestimmung und zur Charakterisierung der CNT bildet dabei einen wesentlichen Baustein. Diesen Herausforderungen stellt sich die Innovationsallianz CNT mit dem Querschnittsprojekt CarboSafe. Aufbauend auf den Ergebnissen dieses Projekts vertieft das Projekt CarboLifeCycle die Sicherheitsforschung. Dort liegen die Schwerpunkte neben weiteren ökotoxikologischen Betrachtungen auf der Entwicklung von Personen getragener Messtechnik, Weiterentwicklung von Messstrategien und Messungen einer möglichen Exposition bei der Herstellung, Verarbeitung, Gebrauch und dem "End of Life" von CNT und CNT-haltigen Produkten.
Detaillierte Ergebnisse zu den einzelnen Projekten und Projektergebnissen der Innovationsallianz Inno.CNT können bei der TIB - Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften und Universitätsbibliothek in Hannover nachgeschlagen werden.
