Applikationen der Thermischen Analyse für die Nuklear- und Energieindustrie
In Zeiten des Klimawandels und schwindender fossiler Energieträger wird es immer wichtiger, die noch vorhandenen Ressourcen möglichst sparsam für die Energie- und Wärmegewinnung einzusetzen.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist es unverzichtbar, die thermischen Eigenschaften von Brennstoffen wie Kohle, Erdöl und Gas zu kennen.
Nuklearenergie
In Bereichen wie der Kernenergie ist das Wissen um die thermischen Charakteristika der verwendeten Werkstoffe ein wichtiger Sicherheitsfaktor.
Hierbei gilt es insbesondere, ein Austreten der im Nuklearkraftwerk oder bei einem Nuklearantrieb entstehenden Radioaktivität aus dem Reaktor zu verhindern. Das kann nur gelingen, wenn für die Konstruktion Materialien genutzt werden, die sowohl der Strahlung als auch den hohen Betriebsdrücken und -temperaturen dauerhaft widerstehen.
Um diese zu ermitteln, hat LINSEIS Messgeräte entwickelt, bei denen die elektronischen Bauteile vom Messgerät getrennt wurden.
Energieversorgung durch Sonnenlicht
Über 90 % der heute bereits installierten Solarmodule sind aus polykristallinen Siliciumwafern gefertigt. Der Rest beruht auf Dünnschichtsolarzellen, von denen erwartet wird, dass ihr Marktanteil bis 2020 auf 20 % steigt (Quelle: DECHEMA e.V., Chemie als ein Innovationstreiber in der Materialforschung). Besonders im Kampf gegen Klimawandel, zum Schutz unserer Ressourcen und der Energiewende wird der Energierversorgung durch Photovoltaik und Co. eine immer größere Rolle zugeteilt.
Die Materialforschung muss dafür Solarzellen entwickeln, die kostengünstig, effizient und langlebige Technologien hervorbringt um die Sonnenenergie effektiv nutzen zu können.
Materialien der Zukunft:
- Kupfer-Indium-Gallium-Selenid-Solarzelle
- Dünnschichtsolarzellen
- Organische Photovoltaik (polymere Heterojunctions, farbstoffsensibilisierte Zellen, hybride organisch-anorganische Systeme)
Brennstoffzellen
Brennstoffzellen basieren auf verschiedenen Materialkombinationen, die wiederum verschiedene Betriebstemperaturen bedingen. Brennstoffzellen sind vor allem in der populären Elektromobilität ein sehr großes Thema. Aber auch die Wasserstofferzeugung aus fossilen Energieträger wird in Forschungsaktivitäten zum bedeutenden Thema.
Materialien der Zukunft:
- Membran-Brennstoffzellen
- Schmelzcarbonat-Brennstoffzellen
- Festoxid-Brennstoffzelle
Nachhaltige Energieversorgung durch Molten Salts
Die Nutzung von Molten Salts spielt eine immer größere Rolle in der nachhaltigen Energieversorgung. Diese hochtemperaturstabilen Materialien bieten bemerkenswerte thermische Eigenschaften, die in Anwendungen wie Kernspaltungsreaktoren und Solarkraftwerken entscheidend sind.
Insbesondere das FLiNaK-Schmelzsalz, eine Mischung aus Lithiumfluorid (LiF), Natriumfluorid (NaF) und Kaliumfluorid (KF), spielt eine Schlüsselrolle in diesen Technologien, da es eine außergewöhnliche thermische Leitfähigkeit aufweist.
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