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Materialien und Energie

Der Forschungsbereich bündelt plasmatechnologische Themenstellungen in den Bereichen Energie- und Produktionstechnik. Dabei geht es vorrangig um die Erarbeitung nachhaltiger, umweltgerechter, wirtschaftlich tragfähiger und zukunftsorientierter Lösungen.

Aktuelle Anwendungsgebiete umfassen:

  • Herstellung funktionaler Oberflächen, dünner Schichten und katalytisch aktiver Materialien mittels Plasmaprozessen
  • Additive Fertigung und Oberflächenveredelung
  • Plasmachemische Synthese und Reaktoren
  • Elektrische Energietechnik, Hochspannungstechnik und Verfahrenstechnik unter Einsatz von Lichtbögen

Im Fokus stehen insbesondere Problemstellungen im Rahmen der Energiewende und der Verfahrenstechnik, wie:

  • Neue Materialkomponenten für die Wasserstoffsynthese und -speicherung, für die Photovoltaik sowie die Batterietechnik
  • Power-to-X -Technologien zur Speicherung, Umwandlung bzw. Verwertung von Energie aus erneuerbaren Energiequellen, wie Windkraft, Photovoltaik sowie biogener Reststoffe
  • E-Mobilität und umweltgerechte Verkehrsmittel
  • Erhöhung der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Komponenten der Energieversorgung
  • Umweltfreundliche Schaltertechnik
  • Monitoring und Kontrolle von Plasmaverfahren

Innovative Technologien, Verfahren und Komponenten sowie Netzwerke entstehen in enger Zusammenarbeit mit der Industrie und sind an dem Bedarf des Marktes ausgerichtet.

Grundlegende Untersuchungen erfolgen aktuell an anwendungsrelevanten Plasmen, einschließlich der Plasma-Wand-Wechselwirkung. Räumlich und zeitlich hochauflösende sowie hochempfindliche Diagnostikmethoden verknüpft mit einer anspruchsvollen Plasmamodellierung stellen ein übergreifendes wissenschaftliches Alleinstellungsmerkmal dar. Im Zusammenhang damit erfolgt die Entwicklung von spezifischen Messmethoden für verfahrenstechnische Anwendungen vom Vakuumprozess über Atmosphärendruckplasmen, Plasmen in Flüssigkeiten bis hin zum Lichtbogenschweißen. Diese bilden die Voraussetzungen für die Prozesskontrolle und ermöglichen neue Optionen der Automatisierung und Optimierung, verbunden mit einer Erhöhung der Prozesssicherheit.


Materialien und Oberflächen

Im Rahmen der Anwendung technischer Plasmen in der Oberflächentechnik werden innovative Plasmaprozesse im Zusammenhang mit den Schicht- und Oberflächeneigenschaften erforscht, experimentell charakterisiert und simuliert.

Ziel ist die Herstellung neuartiger, stabiler und umweltfreundlicher Nanomaterialien und Dünnschichten für technische Anwendungen, u.a. für die Wasserstoff- und Batterietechnik.

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Plasmachemische Prozesse

Im Fokus stehen die Physik und Chemie reaktiver Plasmen und die Erarbeitung neuer Diagnostik und von Methoden zur Steuerung plasmachemischer Prozesse für Synthese und Oberflächenbehandlung. Zielgerichtet wird das Grundverständnis technologischer Prozesse, wie z.B. das Plasmanitrieren oder die Biomasseverwertung, verbessert, um deren Anwendungen zu optimieren.

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Schweißen und Schalten

Der Schwerpunkt liegt auf Untersuchungen an thermischen Plasmen. Diese finden technologische Anwendungen in der Verfahrenstechnik und treten als Entladungsphänomene in der Elektrischen Energietechnik und der Hochspannungstechnik auf. Dabei wird insbesondere die Entwicklung leistungsfähiger, energieeffizienter und ressourcenschonender Schalter- sowie Prozess-Technologien verfolgt.

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Kontakt

Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.
Felix-Hausdorff-Str. 2
17489 Greifswald

Prof. Dr. Dirk Uhrlandt
Wissenschaftliches Vorstandsmitglied, Forschungsbereichsleiter Materialien und Energie

Tel.: +49 3834 - 554 461
Fax: +49 3834 - 554 301

uhrlandtinp-greifswaldde
www.leibniz-inp.de

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