Nanotechnologien: Chance für die Nachhaltigkeit? · Brennstoffzellen , Hybride Solarzellen...
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Working Group Nanotechnology Dr. Péter Krüger Bayer Working Group Nanotechnology Jahrestagung des Öko-Institutes, Darmstadt 14. September 2010 Nanotechnologien: Chance für die Nachhaltigkeit?
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Working Group Nanotechnology
Dr. Péter KrügerBayer Working Group Nanotechnology
Jahrestagung des Öko-Institutes, Darmstadt 14. September 2010
Nanotechnologien: Chance für die Nachhaltigkeit?
Working Group NanotechnologyDr. Péter Krüger • September 2010 • Seite 2 [email protected]
Herausforderungen für die Gesellschaft
RessourcenKorrosionsschutzEinsparung:-Effizienz-Katalyse
MobilitätAutomobil LuftfahrtWasser
Gesundheit Wiederherstellung:-Wirkstofftransport- Wirkstofffreigabe-Diagnostika-Med. Techn./ GeräteErhalt:-Hygiene-Sonnenschutz
Nanotechnologie ist eine Querschnittstechnologie
NanotechnologieNano-Objekte, Nano-ContainerNano-KompositeNano-MaterialienNano-Strukturen
Umwelt/ Klima Vermeidung von NebenproduktenAufbereitung:
-Luft-Erde-Wasser
ErnährungPflanzen Wasser
Kommunikation/Information
DatenspeicherDatenverarb.Displays
EnergieUmwandelnTransportSpeichern Sparen
Working Group NanotechnologyDr. Péter Krüger • September 2010 • Seite 3 [email protected]
Etablierte Nanotechnologie / Nanomaterialien für die Mobilität
0 100 200 300 400 500 600 7000
5
10
15
20
VSL5025-1 + 70phr Vulkasil S + 6phr S i69
VSL5025-1 + 70phr Vulkasil S
Spa
nnu
ng σ
[M
Pa]
Dehnung ε [%]Deformation [%]
Str
ess
[MP
a]
SBR + Silica + Silanisation
SBR + Silica
Carbon Black Technologie Silika Technologie
60 nm
AFM - Lateralforce
STM
8nm
HardnessAFM - Morphology
0,5 µm
Prof. Göritz,Uni Regensburg
Die Nanotechnologie ist eine Basistechnologie seit mehr als einem Jahrhundert
Working Group NanotechnologyDr. Péter Krüger • September 2010 • Seite 4 [email protected]
Baukasten aus der Chemie: Strukturen des Kohlenstoffs
Einwandige Kohlenstoffnanoröhren
Diamant Graphit
Buckminster Fullerene Kohlenstoffnanohörner
Amorphe Strukturen - Ruß
Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren
500µm73,7 : 1 B096501RE101
200nm93910 : 1
20 nm
Working Group NanotechnologyDr. Péter Krüger • September 2010 • Seite 5 [email protected]
Kohlenstoffnanoröhren Carbon Nanotubes - CNT
Einwandige Kohlenstoffnanoröhren
Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren
500µm73,7 : 1 B096501RE101
200nm93910 : 1
20 nm
Hervorragende- Elektrische Leitfähigkeiten- Wärmeleitfähigkeiten- Mechanische Festigkeiten
- Niedriges Eigengewicht- Hohes Oberflächen zu Volumen Verhältnis
Working Group NanotechnologyDr. Péter Krüger • September 2010 • Seite 6 [email protected]
Effiziente Nutzung der Leitfähigkeit- “Fußboden-, Wandheizung- “Frontscheibenheizung”MikrowellenantennenMiniaturisierte StromkreiseSensoren
Effizientere Energieumwandlung
Effizientere Windkraftwerke durch größere FlügelBrennstoffzellen , Hybride SolarzellenEffiziente Beleuchtung / Displays
Effizienterer Energietransport
Effizientere Energiespeicherung Effizienteres Energiesparen
Leichtbau für Bauwesen und Transport Geringer Rollwiderstand bei AutoreifenEffiziente Produktionsprozesse-Elektrostatische Lackierung-Katalyse
Mögliche Nutzung von Kohlenstoffnanoröhren in Produkten für den effizienteren Klimaschutz
WasserstoffspeicherungLi-Ion Batterien
Componentsfor electrostatic
coating
Working Group NanotechnologyDr. Péter Krüger • September 2010 • Seite 7 [email protected]
Warum ist Nano für viele Anwendungen unumgänglich ?
Matrixpolymer/Binder Vernetzer / Härter
+
Nanokomposite
Nanopartikel /Oberflächenmodifiziert
+
Verarbeitung
+ Düsenstrahldispergator
NiederviskoseMedien
Extruder
HochviskoseMedien
Substrate: Metalle, Polymere
Homogene
Verteilung
Anreicherung Anreicherung Netzwerk Agglomerate
Working Group NanotechnologyDr. Péter Krüger • September 2010 • Seite 8 [email protected]
Kohlenstoffnanoröhrchen für effizientere Windkraftwerke
Windkraftwerk-Flügel Windkraftwerk Energie-
versorgung
CNT+Kunststoff:Halbzeuge
HerstellungCNT
Wertschöpfungskette
50 0µmB096501RE101 200nm
93390 : 1 B028202R E109
BTS
20 nm
Oberflächen-modifikation
CNT
End-kunde
Beispiel: Innovationsallianz CNT,
www.inno-cnt.de
Working Group NanotechnologyDr. Péter Krüger • September 2010 • Seite 9 [email protected]
LeichtbauEnergie & Umwelt
Mobilität
Sicherheit
Innovationsallianz CNT:Vernetzung von Projekten
Dispergierung
Funktionalis
ierung
W. Entsalzung
Solarzellen Batte
rien
Bre
nnst
offz
elle
Win
dkr
aftD
ic htung
en
Kunst. Kar.
Met. Kaross.
Bau
Crashelem.
Aut
omob
il
Strukturelem.
Raumfahrt
Luftfa
hrt
Herstellung
Katalyse
� 70 Partner aus Industrie und Akademia
� Ca. 70 Mio. €, 50 % BMBF � Start: April 2008, 4 Jahre� 18 eng vernetzte Projekte� 10 neu Projekte (ca. 20 Mio € ,
20 neue Partner, 50 % BMBF) werden z.Zt. implementiert� www.inno-cnt.de
