Forschung

Heiß auf die Zukunft


Firmen tüfteln an Werkstoffen für mehr als 1.000 Grad

Garching. Da hielt die Welt vor Schreck den Atem an: Vor gut fünf Jahren brach die US-Raumfähre „Columbia“ beim Lande-Anflug auf die Erde auseinander!

Bei diesem letzten großen Nasa-Unglück starben alle sieben Astronauten. Offenbar hatte sich schon beim Start ein Teil der Außentank-Isolierung gelöst und den Hitzeschild beschädigt.

Solche Unglücke zu verhindern – dabei könnte das Projekt „ExtreMat“ (für „Extreme Materialien“) helfen. In Garching bei München entwickeln 200 Forscher und Techniker am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) Werkstoffe der Zukunft – zusammen mit spezialisierten bayerischen Firmen wie SGL Group und Areva. Davon dürften nicht nur Astronauten profitieren, sondern auch Autofahrer und Energieverbraucher.

„Die neuen Werkstoffe sind strahlungsbeständig und können extreme Hitze aushalten“, so Christian Linsmeier, der IPP-Projektleiter. Außer für Raumgleiter sind sie für Hochleistungsturbinen einsetzbar, für chemische Prozesse etwa in der Wasserstofferzeugung oder auch für neuartige Bremsen.

Für Raumgleiter und Sportwagen

Um zum Beispiel neu entwickelte Kohlefaser-Werkstoffe zu testen, die die SGL Group in ihrem Meitinger Forschungszentrum entwickelt hat, nutzt das Team um Linsmeier die größte deutsche Fusionsanlage „Asdex Upgrade“. Die Materialien werden dort im Inneren eines Spezialgefäßes auf mehrere Tausend Grad erhitzt.

Aus den Extrem-Anwendungen lassen sich Verbesserungen für den Alltag ableiten. So werden wesentliche Bestandteile der Reaktoren aus faserverstärktem Graphit gebaut: Mikrokleine Änderungen sollen noch mehr Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit der Materialien bewirken. Auch für Carbonfaserverstärkte Keramik-Bremsscheiben, die SGL schon heute für  Sportwagen von Porsche und Audi liefert, sind auf diese Weise weitere Verbesserungen möglich.

Ein weiteres Beispiel: Areva NPin Erlangen forscht an innenisolierten Rohrleitungen. Die sollen heiße Gase über große Entfernungen transportieren – mit nur 10 Grad Wärmeverlust auf insgesamt 1.000 Metern Weg.

Neben ihren aktuellen Versuchsreihen haben die Forscher und Entwickler noch ein viel größeres Ziel im Blick: Die Hochleistungsmaterialien sollen später die Energiequelle der Sonne, die Kernfusion, in einem Kraftwerk auf der Erde ablaufen lassen – als alternative Energieform. Dabei wird ein dünnes Wasserstoffgas, Plasma genannt, zwischen magnetischen Feldern eingeschlossen und auf 100 Millionen Grad erhitzt.

Grundlagenforschung für Europa

Das Gefäß dafür muss mit extrem hitzebeständigen Bodenkacheln ausgekleidet werden – genau den Materialien, die Linsmeier und Kollegen heute erproben. Planungen gehen vom ersten Testbetrieb des Forschungsreaktors ITER ab dem Jahr 2015 aus. An dem Projekt zur Grundlagenforschung sind europaweit 37 Partner beteiligt, darunter auch Siemens, EADS und MT Aerospace.

Artikelfunktionen


Schlagwörter: Innovationen

Diese Beiträge könnten Sie auch interessieren:

'' Zum Anfang