Leitmesse erdölfreier Prozesse – neuer Entwicklungen in Produktion - Labor- und Analysentechnik ACHEMA2022 Frankfurt amMain 22. - 26. August 2022 Anzeige Aus dem Inhalt: Innovationen Methan statt CO2 Fraunhofer-Verfahren erhöht Methanausbeute von Biogasanlagen und ermöglicht Nutzung von ungenutztem Abfallprodukt | Seite 12 Branchennews VAA-Befindlichkeitsumfrage Chemie-Führungskräfte stehen trotz schwieriger Rahmenbedingungen hinter ihren Unternehmen | Seite 9 Messestadt Frankfurt am Main Regionale und internationale Küche in Mainhattan | Seite 14 ePaper Lesen Sie digital www.exxpo.com/epaper/ achema2022 Fortsetzung auf Seite 3 Proben zur Kupferlaugung Foto: Fraunhofer FEP Inline Element analysis Li-ion batteries more efficiently Defects often occur in the production of electrode foils for lithiumion batteries due to nonhomogeneous coatings. Fraunhofer IPM and Fraunhofer ISIT, together with partners from the fields of industry and research, have developed an optical inline measurement system that determines the material composition of electrode foils quantitatively and with depth resolution – directly in the production line. Read more on page 10 The measurement system Foto: Fraunhofer IPM Innerhalb des von der FraunhoferGesellschaft in einem internen Programm geförderten Projektes „BioIntElekt“ (Entwicklung einer innovativen Bioreaktorkleinanlage mit integrierter niederenergetischer Elektronenstrahlquelle als Demonstrator, Förderkennzeichen: 601015) sollten mithilfe von Bakterien Metalle mobilisiert werden. Am Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP wurde dazu ein neues Verfahren zur Steigerung der mikrobiellen Erzlaugung (Biolaugung) entwickelt und es konnten erste Erfolge erzielt werden. Das Institut stellt das Verfahrensprinzip auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand Nr. A52 in Halle 6.0 vor. Der sparsame Umgang mit Ressourcen, Recycling und die künftige Erschließung neuer Rohstoffquellen sowie eine dafür umweltschonende Effiziente Metallgewinnung Elektronenstimulierte Mikroorganismen durch Biolaugung Anzeige Das Messeportal Internationale Messenews Innovationen aus allen Branchen ONE HARMONIZED SOLUTION FOR PROCESS & FACTORY SCALING FROM FIELD TO CLOUD OPC UA over MQTT CLOUD FIELD Live demo on ACHEMA 2022 OPC Booth Hall 11.1 – C3 Swan Analytische Instrumente AG ∙ CH-8340 Hinwil ∙ www.swaninstruments.ch · swan@swan.ch Continuous Online Analysis for Industrial Water Monitoring Power & Industrial Potable Water & Municipal Wastewater Pharmaceutical Pool & Sanitary Oil & Gas AMI CACE AMI Turbiwell Topaz Hardness ... and many more! Halle 11.1 / Stand C15
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•••3••• Innovationen QUARTZ GLASS INNOVATIVE SOLUTIONS MADE OF QUARTZ GLASS Quartz glass components and service: QCS GmbH your business partner for: • custom-made products both special products and repetition parts • quartz glass products for -laboratories and the industry • quartz glass products for -IR heat engineering • quartzglass products for -UV decontamination systems • quartz glass products for -optical applications Quarzglas Komponenten und Service QCS GmbH Raiffeisenstr. 8 – 63477 Maintal Phone: +49 (0) 6181 / 98 32 06 Web: www.quarzglas-qcs.de Email: info@quarzglas-qcs.de Quarzglas Komponenten und Service QCS GmbH Raiffeisenstr. 8 – 63477 Maintal Phone: +49 (0) 6181 / 98 32 06 Web: www.quarzglas‐qcs.de Email: info@quarzglas‐qcs.de WE WANT TO FOCUS ON THE SOLUTION, RATHER THAN THE PROBLEM CUSTOMIZED, INNOVATIVE SOLUTION MADE OF QUARTZ GLASS Quartz glass components and service: QCS GmbH your business partner for: custom‐made products both special products and repetition parts quartz glass products for ‐laboratories and the industry quartz glass products for ‐IR heat engineering und trotzdem bedarfsorientierte Gewinnung von Metallen sind wichtige Themen, an denen Forscher weltweit arbeiten. Die Gewinnung von Schwermetallen aus ihren Erzen durch Mikroorganismen nennt man mikrobielle Erzlaugung oder Biolaugung. Spätestens seit der Mitte des 18. Jh. wird z. B. Kupfer aus der riesigen Lagerstätte am Rio Tinto in Südspanien durch mikrobiologische Prozesse gelaugt. Hier findet dieser Prozess auf natürlichem Wege und unkontrolliert statt. Derzei t wi rd die Biolaugung von Kupfer in der Großproduktion meist durch Perkolation in Halden durchgeführ t. Das Mi - neral wird in zwei bis drei Zerkleinerungsstufen auf eine Partikelgröße von etwa 1 cm oder mehr zerkleiner t. Verdünnte Schwefelsäure-Lösung wird über Tropfbewässerung oder Berieselung auf das aufgehäufte Material aufgebracht und der Prozess so oft wiederholt, bis die gewünschte Kupferextraktion und -konzentration erreicht ist. Diese Laugungsphase kann mehrere Monate andauern. Um die mikrobielle Erzlaugung zu beschleunigen und effektiver zur Wiedergewinnung von Metallen aus Abraumhalden und Abfällen zu nutzen, hat sich am Fraunhofer FEP ein interdisziplinäres Konsortium gebildet, das nun auch interne Förderung bekam. Das jahrzehntelang aufgebaute Know-how des Fraunhofer FEP auf dem Gebiet der Elektronenstrahltechnologie (Entwicklung von Elektronenstrahlquellen und applikationsspezifische Anpassung) wird hier für biotechnologische Prozesse angewandt. Dr. Simone Schopf, Leiterin „Biotechnologische Prozesse“ am Fraunhofer FEP erklär t dazu: “Wir arbeiten aktuell an einem Labordemonstrator für die di - rekte Elektronenbehandlung von Flüssigkeiten in einem Bioreaktor. In ersten Versuchen konnten wir parallel dazu an einer bestehenden Elektronenstrahlanlage nachweisen, dass die Interaktion zwischen Elektronen und Bakterien zur Stimulation führen kann. So stimulieren wir in Vorversuchen mit niedrig dosierten Elektronen Bakterien und erreichen so eine um ca. 10 % höhere Ausbeute. Die Technologie soll speziell für den Einsatz im Life-ScienceBereich und der Umwelttechnik entwickelt werden.“ Bisher er folgt die Behandlung von Flüssigkeiten mit Elektronen nur als ganz dünner Film, um sie mit Elektronenbandstrahlern behandeln zu können. Die Herstellung solcher großen Elektronenbandstrahler ist kein Problem. Die Herausforderungen bestehen in der Miniaturisierung der Elektronenstrahlquelle, dem Design der Schnittstelle zum Bioreaktor. Durch direktes und gezieltes Einbringen der Elektronen in die Flüssigkeit sind die Energieverluste jedoch gering und der Kühleffekt der Flüssigkeit kann vorteilhaft genutzt werden. Dr. Michiel Top ergänzt: „Das Fraunhofer FEP schließt nun eine technologische Lücke bei der Elektronenbehandlung von Flüssigkeiten: mit einer kostengünstigen, miniaturisierten Elektronenstrahlquelle (NiederenergieElektronenstrahler), die in einen gerührten Bioreaktor integriert ist, in dem sich entsprechende Mikroorganismen befinden.“ Im Moment liegt der Forschungsfokus auf der Biolaugung zur Rohstoffgewinnung oder als Recyclingver fahren. Die Wissenschaftler versprechen sich neben dem Einsatz des Verfahrens zur mikrobiellen Erzlaugung auch Anwendungen bei der Abwasserbehandlung, bei Sterilisationsaufgaben, in der Lebensmittelindustrie und pharmazeutischen Industrie. Interessant kann das Verfahren zukünftig auch zur biotechnologischen Produktion von Naturstoffen oder auch „grünem“ Wasserstoff sein. Gemeinsam mit Industr iepartnern möchte das Fraunhofer FEP relevante Zukunftsmärkte erschließen und eine Technologie entwickeln, um wirtschaftliche und soziale Herausforderungen der Zukunft zu meistern. Schon jetzt gibt es großes Interesse. Effiziente Metallgewinnung Elektronenstimulierte Mikroorganismen durch Biolaugung Proben mit Elektronenstrahl-behandelten Bakterien zur Kupferlaugung Foto: Fraunhofer FEP Fortsetzung von Seite 1
•••4••• Innovationen More sustainable e-mobility Magnet recycling pays off Magnets are valuable components. Although functional magnet recycling methods have been developed in recent years, they have not yet been applied in practice and magnets continue to be melted down into steel scrap. Researchers at the Fraunhofer Research Institution for Materials Recycling and Resource Strategies IWKS provide good arguments for why this should change in the future. Their “FUNMAG” project demonstrates that recycled magnets can be used to power engines in the e-mobility sector, without any loss of power. It also shows that establishing a value chain for large-scale magnet recycling will pay off. The world is betting on electromobility. This sector is seeing continual growth while also gaining political significance as part of the energy transition. The German federal government, for example, plans to approve seven to ten million electric vehicles for use in Germany by 2030. There’s one component that is simply essential for an electric motor to function properly – a neodymiumbased magnet (also known as an Nd-Fe-B or a high-energy permanent magnet). They are currently the most powerful magnets available on the market and account for around half of the costs of the motor, containing, as the name suggests, rare-earth elements including neodymium or dysprosium. The most significant supplier for rare-earth elements is China, which meets over 90% of the global demand while mining under critical conditions. The mining releases poisonous byproducts which can pollute the groundwater if not handled correctly, resulting in harm to both people and nature. In spite of the expensive and problematic production process, magnets are usually simply heaped on the scrap pile at the end of their useful life and melted down together with scrap steel. And this continues to happen despite the availability of proven functional magnet recycling methods. The scientists at the Fraunhofer Research Institution for Materials Recycling and Resource Strategies IWKS, in Hanau, want to close the gap between theory and practice with their “functional magnet recycling for sustainable emobility” project, “FUNMAG” for short. Sponsored by the Hessen Agentur, the research team aims to prove that electric motors that use recycled magnets can generate the same power as those using original new magnets and that, therefore, commercial recycling at large scale is a viable endeavor. Working with “a real mixed bag” For the corresponding experiments, the Fraunhofer IWKS procured, among other things, an electric bike, electric scooter and a hoverboard. Konrad Opelt, Project Head and material scientist explains: “First of all, we looked at the characteristics of the electric motors in each of the new vehicles to determine the relevant key data we would later use to compare the power of the motors with recycled magnets.” The electric vehicles form the framework for the project. The key part, however, is the work with the scrap magnets. These were procured by the ton from existing industry partners and vary greatly in terms of power, type and condition. “It was extremely important to us to build a realistic case,” Opelt explains. “If scrap dealers decide to separate the magnets from engines that have been disposed of, it will generally be a real mixed bag of various magnets, the precise characteristics of which nobody is sure of. Therefore, our aimwas to show that the recycling process can also cope with undefined base materials, with these unknowns in the process. And nobody has done this before us.” Making new from old For years, teams at the Fraunhofer IWKS have been working on the production and recycling of magnets. Appropriate spaces and devices allow the entire production process to be produced on a pilotplant scale. When producing a new magnet, the starting materials are initially melted at around 1400 degrees and then quenched, creating metal flakes. These are added to a hydrogen atmosphere and the penetration of the hydrogen causes the material to break down into a granulate. This is crushed again in a jet mill, and the resulting metallic “flour” can then be put into molds and sintered – or “baked” – into magnets. To recycle a magnet, it is sufficient to put the old magnet in contact with the hydrogen atmosphere and then follow the remaining steps in the process. “We can simply skip the environmentally damaging mining of raw materials and energy intensive fusing process,” Opelt summarizes. The recycl ing process allows thousands of magnets to be processed simultaneously. “It is almost impossible to prevent the magnets from picking up some oxygen dur ing this process, Old magnets can differ greatly in type and condition, but all of them can be recycled the same way Foto: Fraunhofer IWKS IFAT Munich 2022: starker Neustart für den Klimaschutz Ob Plastik, Baustoffe oder Wasser: Lösungen für den nachhaltigenUmgangmit Ressourcen sind essenziell für den Umwelt- und Klimaschutz – und zu finden auf der IFAT Munich. DieWeltleitmesse derWasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft fand vom30. Mai bis 3. Juni 2022 in München statt. 2.984 Aussteller und rund 119.000 Besucher bestätigten die Messe als wichtigste Plattform für Umwelttechnologien. Die Hälfte der Aussteller und Besucher kam aus dem Ausland. Im Vergleich zur Vorveranstaltung fehlte vor allem die starke Beteiligung aus China und Russland. Eine Start-up-Area versammelte 49 Start-ups aus 16 Nationen. 15 internationalen Gemeinschaftsstände aus Europa sowie Japan, Kanada, Südkorea und denUSA stellten aus. Es reisten hochrangige Vertreter aus der Politik an, unter anderem aus Ägypten, Belgien undMalaysia, ebenso die Umweltminister von Brasilien und Singapur sowie zahlreiche internationale Delegationen. Die nächste Ausgabe der IFAT Munich findet vom 13.bis 17. Mai 2024 auf demMessegelände inMünchen statt. Read more on page 11 NEW STEPPER MOTOR PUMP VISIT US Stand H36 Hall 8.0 www.emecpumps.com info@emecpumps.com PRISMAcan split up the dosing process into a max of 4800 steps SLOW MODEFUNCTION you can reduce the suction speed from 100 to 1%
•••5••• Hallenplan+Legende Halle | Hall 9.1 Anlagenbau | Engineering Halle | Hall 11.0 Digital Hub Halle | Hall 6.0 Forschung und Innovation | Research and Innovation Halle | Hall 4.1 Labor- und Analysentechnik | Laboratory and Analytical Techniques Foyer 4.1, Halle 6.1 | Foyer 4.1, Halle 6.1 Literatur, Information, Lern- und Lehrmittel | Literature, Information, Learning and Teaching Aids Halle | Halls 12 Mechanische Verfahren | Mechanical Processes Hallen | Halls 11.0, 11.1 Mess-, Regel- und Prozessleittechnik | Instrumentation, Control and Automation Techniques Hallen | Halls 3.0, 3.1 Pharma-, Verpackungs- und Lagertechnik | Pharmaceutical, Packaging and Storage Techniques Hallen | Halls 8.0, 9.0 Pumpen, Kompressoren und Armaturen | Pumps, Compressors, Valves and Fittings Halle | Hall 9.1 Sicherheitstechnik und Arbeitsschutz | Industrial and Labour Safety Hallen | Halls 4.0, 6.1 Thermische Verfahren | Thermal Processes Halle | Hall 11.0 Werkstofftechnik und Materialprüfung | Materials Technology and Testing Messewelten F2 Messe-Parkhaus Rebstock 9.0 9.1 8.0 Gal.1 10 11.0 11.1 PH.0 PH.1 3.0 3.1 4.0 4.1 For.0 For.1 1.0 1.1 1.2 2.0 Festhalle F1 Congress Center 5.0 5.1 6.0 6.1 Messeturm Torhaus Cargo Center Gal.0 12.0 8 8 44 44 44 44 44 8 8 44 44 44 8 44 8 Emser Brücke Theodor-Heuss-Allee Theodor-Heuss-Allee Theodor-Heuss-Allee Philipp-Reis-Straße Europa-Allee Europa-Allee Friedrich-Ebert-Anlage Ludwig-Erhard-Anlage Senckenberganlage Straße der Nationen P Eingang Entrance Galleria Eingang Entrance Portalhaus Eingang Entrance City Eingang Halle 3 Eingang Entrance Torhaus Hervorragende Stimmung in fünf Hallen, glückliche Gesichter und viele angeregte Gespräche an den Messeständen: Auf der analytica 2022 traf sich vom 21. bis 24. Juni die internationale Laborbranche wieder live in München. 891 Aussteller zeigten auf der Weltleitmesse den rund 26.000 Besuchern ihre Innovationen für die gesamte Palette der Labor- und Analysetechnik, Life Sciences sowie Biotechnologie. Begleitend legte die renommierte analytica conference den Fokus auf den wissenschaftlichen Austausch, während das praxisnahe Rahmenprogrammdie Laborwelt vonmorgen erlebbar machte. Trendthema Nummer eins blieb die Digitalisierung im Labor. Die nächste analytica findet mit der analytica conference vom 23. bis 26. April 2024 statt. analytica 2022 begeistert IST PUMPEN u. DOSIERTECHNIK GmbH • ENSELSKAMP 3-5 • D-51674 WIEHL • GERMANY PH.: +49 (0) 22 61/70 14 3-0 • FAX: +49 (0) 22 61/70 14 3-11 • www.ISTPumpen.com • e-Mail: info@ISTPumpen.com Spezialist für Fass- und BehälterEntleerungssysteme www.ISTPumpen.com IST PUMPEN u. DOSIERTECHNIK GmbH • ENSELSKAMP 3-5 • D-51674 WIEHL • GERMANY PH.: +49 (0) 22 61/70 14 3-0 • FAX: +49 (0) 22 61/70 14 3-11 • www.ISTPumpen.com • e-Mail: info@ISTPumpen.com Spezialist für Fass- und BehälterEntleerungssysteme www.ISTPumpen.com IST PUMPEN u. DOSIERTECHNIK GmbH • ENSELSKAMP 3-5 • D-51674 WIEHL • GERMANY PH.: +49 (0) 22 61/70 14 3-0 • FAX: +49 (0) 22 61/70 14 3-11 • www.ISTPumpen.com • e-Mail: info@ISTPumpen.com Spezialist für Fass- und BehälterEntleerungssysteme www.ISTPumpen.com GFD – Gesellschaft für Dichtungstechnik mbH Hofwiesenstraße 7 D – 74336 Brackenheim Tel.: +49 7135 9511 0 Fax: +49 7135 9511 11 info@seals.de | www.seals.de Halle 8.0 Stand H75 Halle 8.0 Stand H96 Produktbereiche der Achema 2022 | Main offerings of Achema 2022
•••6••• Messewelten HETA TECHYESLOGY Ask HETA an you will always receive an affirmative answer to your technological needs: Yes we´ll solve it! Function follows engineering in all HETA solutions for Automation Filtration Seperation Loading Technology You name it: solids from liquids, air and gases, condensate/waters from flues, pre-polymer and polymer liquids at high pressures and temperatures, automatic backwashing up to complete systems including electronic control units. In addition equipment and accessories for reliable liquid supply solutions for tank trucks, rail cars, containers etc.. HETA TECHYESLOGY with the backing of PACO Group. Find your local HETA and PACO partner: www.heta.de www.paco-filter.de Be our welcomed guest at: ACHEMA 2022 Hall 12.0 Stand B 90 Technology by Best Brains POWTECH 2022 Mix aus Innovation und Dialog Der Mix aus zahlreichen Neuheiten und dem Dialog von Experten zu Experten machen die POWTECH zur Netzwerk- und Wissensplattform für Verfahrenstechniker und Ingenieure. Entscheider und Einkäufer finden hier kompetente Beratung für ihre Investitionsentscheidungen. Vom 27. bis 29. September 2022 erleben Fachbesucher in vier Hallen, darunter die hochmoderne Halle 3A, neueste Anlagen und Systeme für mechanische Verfahren zur Verarbeitung, Analyse und das Handling von Pulver, Granulat und Schüttgut. Das diesjährige Messeduo POWTECH und FACHPACK erwartet über 1.600 Austeller aus Europa – rund 500 davon stellen auf der POWTECH im Bereich der mechanischen Verfahrenstechnik und Analytik aus. Beide Messen bringen die gesamte Wertschöpfungskette vom Prozess über die Technologie bis zur Verpackung zusammen. Auf der POWTECH sind die globalen Innovationen für mechanische Verfahrenstechnik sowie für Analyse und Handling von Pulver, Granulat und Schüttgütern versammelt. Anlagenplaner und -betreiber aus nahezu allen Branchen, darunter Nahrungs- und Futtermittel, Chemie und Pharma, Bau-Steine-Erden, Recycling oder Keramik kommen zusammen, um ihr Wissen auf den neuesten Stand zu bringen, State-of-the-Art Verfahrenstechnik zu begutachten sowie Investitionsentscheidungen vorzubereiten und zu treffen. „Die POWTECH war schon immer die Messe, auf der Verfahrenstechniker und Produktionsleiter jeder Branche ganz konkret Lösungen für ihre Anforderungen und auch ihre Probleme gefunden haben“, sagt Heike Slotta, Executive Director NürnbergMesse. „Beim Netzwerken auf den Ständen, aber auch durch die Fachforen, in denen laufend Vorträge zu aktuellen Fragestellungen der Branche stattfinden und führende Hersteller und Anwender kompakte Best Practices teilen.“ Dieses Jahr profitieren Besucher der europaweit führenden Fachmesse exklusiv für Pulver-, Granulat- und Schüttguttechnologien zusätzlich von Synergien, die mit der zeitgleichen Veranstaltung der FACHPACK, Fachmesse für Verpackung, Technik und Prozesse, entstehen. Es werden über 1.600 Aussteller erwartet. Fachprogramm für Fachpublikum In Vor trägen, Seminaren, Live-Vor führungen, Guided Tours und Sonderschauen erhalten Pulver- und Schüttgutprofis jeder Branche nützliches Praxiswissen hochkarätiger Referenten. Schüttgutpraktiker treffen sich im Expertenforum „stagetalks“. Hier geht es zum Beispiel um innovative Verfahren für die moderne Batterie- und Energiespeicherproduktion. Im Bereich Nahrungsmittel wird ein Thema die Proteinverschiebung im Trocknen pflanzlicher Eiweißquellen sein. Anwendern aus der pharmazeutischen Industriebietet das Fachforum Pharma.Manufacturing.Excellence Inspirationen zu den Themen Pharmaprocessing und Pharmapackaging. Die Sonderschau „Staub kennt Grenzen – Freihandel nicht“ des VDMA Fachverbands Allgemeine Lufttechnik zeigt, wie die Luft in der Produktionsstätte sauber bleibt. Auch das Thema Explosionsschutz kommt nicht zu kurz. Im Außengelände der POWTECH wird es täglich kontrollierte LiveDemonstrationen zum Explosionsschutz – spektakuläre Knall- und Feuereffekte inklusive – geben. Am Gemeinschaftsstand „Innovation made in Germany“ zeigen nationale Startups und junge Unternehmen interessante Innovationen der Branche. Die Besucher erwartet ein inspirierendes Messeduo und ein Austausch auf Augenhöhe Foto: NuernbergMesse / Thomas Geiger
••• 7 ••• Branchennews PACO Imagineer.Ing serving the process industries with intelligent solutions for Filtration Seperation Sieving Automation at its best. In close cooperation with HETA the specialist for process engineering within the PACO-Group. Offering comprehensive application know how, creativity, innovative solutions, productivity, reliability and lasting quality. Find your local PACO and HETA partner: www.paco-filter.de www.heta.de Be our welcomed guest at: ACHEMA 2022 Hall 12.0 Stand B 90 powerd by .Ing - the German way of engineering Künstliche Intelligenz Erwartung an Nutzung bleibt unerfüllt Ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) im Arbeitsalltag von Ingenieuren und Ingenieurinnen angekommen? Eine VDI-Umfrage liefert erstaunliche Erkenntnisse. KI erweitert technische Systeme um die Fähigkeit, Aufgaben selbstständig und effizient zu bearbeiten. In den Jahren 2018 und 2019 hat sie einen Hype erfahren. Was ist seitdempassiert und haben KI-Methoden Einzug in den Ingenieuralltag gehalten? Dazu startete der VDI imMärz 2022 eine Umfrage unter seinen Mitgliedern. Die Ergebnisse wurden mit einer Umfrage aus 2018 verglichen und im Statusreport “Künstliche Intelligenz im Ingenieuralltag – Erwartungen und Realität” festgehalten. Mit der neuerlichen Umfrage wollte der VDI wissen, inwieweit Methoden der Künstlichen Intelligenz inzwischen imalltäglichen Arbeitsumfeld von Ingenieuren und Ingenieurinnen eingesetzt werden. Dieter Westerkamp, VDIBereichsleiter Technik und Gesellschaft, fasst das Ergebnis zusammen: „Die Prognosen aus der letzten Umfrage aus dem Jahr 2018 erfüllen sich nicht. Die seinerzeit geäußerten Erwartungen im Hinblick auf die Nutzung von KI-Methodenwerden deutlich nicht erreicht.“ Die größte Nutzung von KI-Methoden ergibt sich laut den VDI-Mitgliedern bei der Datenanalyse. Auf die Frage, in welchen Bereichen das größte Potenzial von KI außerhalb der industriellen Produktion gesehen wird, wird wie schon 2018 am häufigsten das Automatisierte Fahren genannt. KMUs hinken Großunternehmen hinterher Der überwiegende Teil der Befragten gibt an, dass das eigene Unternehmen noch keine KIbasierten Produkte oder Dienstleistungen anbietet. KMUs hinken Großunternehmen hinterher. Die geäußerten Erwartungen aus dem Jahr 2018 im Hinblick auf die Nutzung von KI-Methoden werden im Vergleich zur neuen Umfrage signifikant nicht erreicht. Ein möglicher Grund kann die Corona-Pandemie sein, die neue und andere Herausforderungen vor allem in den Jahren 2020 und 2021 mit sich brachte. Die Digitalisierungwurde allgemein durch die Pandemie forciert und hätte demnach auch einen Schub für KI-Anwendungen im Ingenieuralltag bedeuten können. Sehr pessimistisch ist die Einschätzung der VDI-Mitglieder im Hinblick auf eine führende Rolle Deutschlands in der Künstlichen Intelligenz. So sagten etwa 76 % der Befragte, dass Deutschland keine führende Rolle einnimmt, etwa 24 % geben an, Deutschland mindestens eine führende Rolle in einigen Bereichen zuzuschreiben. Ingenieurwesen und Informatik müssen zusammen arbeiten Dafür steigt die Quote derer, die sich KIKenntnisse bereits im Studium aneignen. Aus Sicht der Befragten können Ingenieurwesen und Informatik die anstehenden Herausforderungen bei der Anwendung von KI nur gemeinsam lösen. Sie sehen sich bei der Nutzung von KI in einer wichtigen Rolle, da sie in der Regel die Anbindung von technischen Systemen zum realen Prozess verantworten. Der Stellenwert von KI imAlltag der Ingenieurinnen und Ingenieure ist Stand heute jedoch gering. Die VDI-Umfrage bestätigt, dass der Einsatz von Methoden der KI in der Praxis noch auf ausgeprägte Hemmnisse stößt. Weitere Ergebnisse der KI-Umfrage finden Sie im VDIStatusreport. Rund 300 VDI-Mitglieder haben sich an den Umfragen beteiligt. Der Statusreport wurde erarbeitet von den Mitgliedern des „Interdisziplinären Gremiums Digitale Transformation imVDI“ (IGDT). Immer mehr eignen sich KI-Kenntnisse bereits im Studium an Foto: Pixabay
•••8••• Innovationen Seit 1973 ist Microfilter führend in der Herstellung von Filtergehäusen und Einsätzen für flüssige und gasförmige Medien. Von winzig klein bis mannshoch, in verschiedensten Geometrien, von individuellen Lösungen in Kleinmengen bis zu Large-Scale Serienfertigungen ist alles möglich. Maschinenbau, Rennsport, Luft- und Raumfahrttechnik, Medizintechnik, Chemie- und Pharmaindustrie, Lebensmittelindustrie – überall sind die Filter aus Neuenstein, BadenWürttemberg zu finden. Wertschöpfung 100% unter einem Dach Microfilter produziert komplett „Inhouse“. Das bedeutet, dass drin ist, was draufsteht. Kein Outsourcing an weniger qualifizierte Dienstleister, keine unnötigen Lieferwege, keine Verzögerungen. Die gesamte Wertschöpfung von Idee bis Versand liegt in einer Hand. So kann Microfilter für die Qualität jedes einzelnen Arbeitsschritts bürgen. Internationale Standards regional Die Beliebtheit der schwäbischen Produkte liegt nicht zuletzt daran, dass das Unternehmen nach international höchsten Standards arbeitet und eigene Prozesse entwickelt. So bedient sich Microfilter zum Beispiel Microlaserschweißtechniken aus der Dentaltechnologie, um kleinste Filter fertigen zu können, die fast keinen Bauraum einnehmen. Microfilter GmbH - der Technologieführer aus Baden-Württemberg Größere Filter-Möglichkeiten bei kleinerer Bauform Halle 12.0 Stand E34 Anzeige Bislang werden Grünabfälle und Klärschlammmeist kompostiert oder ver-brannt. Sinnvoller wäre es, daraus den wertvollen Energieträger Wasserstoff zu gewinnen. Dieses Ziel verfolgt ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Das bei der Gewinnung von Wasserstoff aus Abfällen entstehende CO2 wird dabei abgeschieden und beispielsweise in der chemischen Industrie als Rohstoff verwendet. Auf diese Weise stellen die Forscher aus dem Bioabfall mit unterschiedlichen Verfahren Wasserstoff mit einem negativen CO2Fußabdruck her. Es wird also der Atmosphäre CO2 entzogen. Bioabfall gibt es hierzulande in großen Mengen. Rund 4,6 Millionen Tonnen haben die Deutschen im vergangenen Jahr laut Umweltbundesamt allein in ihren braunen Tonnen gesammelt. Hinzu kommen Abfälle aus öffentlichen Parks und Gärten, aus der Landwirtschaft und aus der Nahrungsmittelproduktion, außerdem Klärschlamm und Speisereste aus Kantinen – alles in allem gut 15 Millionen Tonnen. Der Großteil landet in Kompostieranlagen oder wird verbrannt, um Wärme und Strom zu erzeugen. Dabei entstehen Kohlendioxid-(CO2-)Emissionen, die unseremKlima schaden. „Doch dafür ist der Bioabfall viel zu schade“, sagt Johannes Full, Leiter der Gruppe „Nachhaltige Entwicklung biointelligenter Technologien« am Fraunhofer IPA in Stuttgart. „Sinnvoller wäre es, aus dem Material Wasserstoff zu erzeugen und das dabei entstehende CO2 abzuscheiden, zu speichern oder langfristig zu nutzen.“ Wasserstoff gilt als sauberer Energieträger der Zukunft. Bei seiner Verbrennung wird nur Wasser frei. Allerdings wird Wasserstoff derzeit zu großen Teilen aus Erdgas hergestellt. Die Produktion aus Pflanzenresten wäre wie die Elektrolyse mit erneuerbarem Strom wesentlich klimafreundlicher. Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre verringern Für die Wandlung von Biomasse in Wasserstoff wurden in den vergangenen Jahren verschiedene Verfahren entwickelt. Johannes Full und seine Kollegen haben analysiert, welche Prozesse technisch ausgereift sind und sich künftig wirtschaftlich betreiben lassen. Die neuen Methoden sollen auch eine Schwäche der herkömmlichen Bio-Abfallwirtschaft ausbügeln: Ganz gleich, ob Biomasse kompostiert oder verbrannt wird, stets wird dabei Kohlendioxid frei, das die Pflanzen zuvor per Photosynthese aus der Luft aufgenommen haben. Sinnvoller wäre es, das Klimagas aus den Pflanzen aufzufangen und in der chemischen Industrie als Rohstoff zu verwenden oder in ausgedienten Erdgasfeldern im Boden zu speichern. „So schlagen wir zwei Fliegen mit einer Klappe“, sagt Full. „Wir tragen dazu bei, den Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre zu verringern und stellen aus den Pflanzenresten grünen Wasserstoff her.“ Biomasse vollständig nutzen Wie das funktioniert, zeigt ein Projekt, das das Fraunhofer IPA bei einem Unternehmen aus der Metallbranche durchführt. Dort können Abfälle von Obst- und Weinbauern aus der Umgebung, Kartonagen und Altholz sowie Kantinenabfälle in Wasserstoff umgewandelt werden. Dieser wird dann direkt in der Metallverarbei tung genutzt . Dafür werden die Obstreste und Kantinenabfälle zunächst mithilfe von Bakterien in dunklen Behältern fermentiert, wobei Wasserstoff und Kohlendioxid entstehen. Anschließend kann die fermentierte Masse in einer herkömmlichen Biogasanlage zu Methan vergoren werden, das ebenfalls zu Wasserstoff und CO2 umgewandelt wird. Holz und Papierfasern hingegen lassen sich nur schlecht vergären. Sie können in einem Holzvergaser in CO2 und Wasserstoff aufgespalten werden. Das Fraunhofer IPA vergleicht die verschiedenen Verfahrensoptionen, um die Auswahl geeigneter und möglichst effizienter Technologien zu unterstützen, und leitet technische Optimierungsansätze ab, um Kosten zu sparen und möglichst umweltfreundlich zu produzieren. Purpurbakterien als Produzent von Wasserstoff Besonders fleißig produzieren Purpurbakterien aus Frucht- und Molkereiabfällen Wasserstoff. Forschern an der Universität Stuttgart ist es gelungen, das Bakterium so zu verändern, dass es kaummehr Licht benötigt, was die Wasserstoff-Produktion energiesparend macht. Zusammen mit dem Fraunhofer IPA untersuchen Energiewende vorantreiben Grüner Wasserstoff aus Pflanzenresten Aus Holzabfällen sollen im Projekt H2Wood – BlackForest Biowasserstoff und biobasierte Koppelprodukte entstehen Foto: Leins Aktenvernichtungs GmbH / Jochen Weiblen Fortsetzung auf Seite 13
•••9••• Branchennews Eines unserer Messe-Highlights Die Kleinstfilter-Baureihe: Kleinste Bauform, große Leistung! Unsere Microlaser-Verfahrenstechnik erlaubt die Herstellung kleinster Bauteile mit Ø 3 - 4 mm in höchster Präzision. www.microfilter.de Halle 12.0 Stand E34 EMEC s.r.l. www.emecpumps.com Halle: 8.0 • Stand: H36 GFD - Gesellschaft für Dichtungstechnik mbH www.seals.de Halle: 8.0 • Stand: H75 microfilter GmbH www.microfilter.de Halle: 12.0 • Stand: E34 OPC Foundation www.opcfoundation.org Halle: 11.1 • Stand: C3 Paul GmbH & Co. KG www.paco-filter.de Halle: 12.0 • Stand: B90 Platzmann federn GmbH & Co. KG www.platzmann.de Halle: 8.0 • Stand: H96 SWAN Analytische Instrumente AG www.swaninstruments.ch Halle: 11.1 • Stand: C15 TÜV SÜD AG www.tuvsud.com Halle: 9.1 • Stand: C39 Nichtaussteller: i.safe MOBILE GmbH www.isafe-mobile.com IST Pumpen und Dosiertechnik GmbH www.istpumpen.com Quarzglas Komponenten und Service QCS GmbH www.quarzglas-qcs.de SITEC-Sieber Engineering AG www.sitec-hp.ch Messetelegramm VAA-Befindlichkeitsumfrage Chemie-Führungskräfte stehen hinter ihren Unternehmen Trotz der schwierigen Rahmenbedingungen durch die andauernde Coronapandemie, die Liefer ket tenprobleme und die drohende Gasknappheit sind die Führungskräfte in der Chemie- und Pharmabranche mit der Personalpolitik ihrer Unternehmen im Großen und Ganzen zufrieden. Das zeigt die diesjährige Befindlichkeitsumfrage des VAA unter den außertariflichen und leitenden Angestellten von Deutschlands dr ittgrößtem Industr iezweig. Wie im Vorjahr liegt die Durchschnittsnote für die personal - pol i t ischen Maßnahmen der Unternehmen bei 2,8. VAAHauptgeschäftsführer Stephan Gilow: „Die Chemie- und Pharmabranche ist von der aktuellen Ungewissheit im Hinblick auf die Gasversorgung besonders betroffen, während nach wie vor erhebliche Herausforderungen durch die Coronapandemie und die Lieferkettenprobleme bestehen. Die VAA-Mitglieder stellen ihren Unternehmen dennoch weiterhin ein ordentliches Zeugnis für die Arbeitsbedingungen aus, die Fach- und Führungskräfte stehen in der Krise also hinter ihren Arbeitgebern.“ An der Spitze des Umfragerankings steht in diesem Jahr erneut der Mainzer Glaskonzern Schott, wieder gefolgt vom Leverkusener Polymerhersteller Covestro. Der Pharmakonzern Boehr inger Ingelheim konnte seinen dr itten Platz aus dem Vorjahr ebenfalls verteidigen. Im Ranking deutlich zurückgefallen sind der Hamburger Konsumgüterhersteller Beiersdorf und der Aromastoffproduzent Symrise aus Holzminden. Die beiden deutschen Teile der US-amerikanisch geführ ten Chemieunternehmen Celanese und Lyondellbasell konnten dagegen Plätze gutmachen. Auch der Technologiekonzern Heraeus aus Hanau konnte sich bei Bewertung und Platzierung verbessern. Die jähr l iche VAA-Bef indl ichkeitsumfrage wurde 2022 zum 21. Mal durchgeführt. Sie ist ein anerkanntes und unabhängiges Barometer für die Stimmung der außertariflichen und leitenden Angestellten in der Chemie- und Pharmaindustrie. An der Befindlichkeitsumfrage 2022 von Mitte April bis Mitte Mai beteiligten sich mehr als 2.300 Personen. Fach- und Führungskräfte stehen hinter ihren Arbeitgebern Foto: Pixabay Anzeige
••• 10••• Innovationen Inline Element analysis Producing electrodes for Li-ion batteries more efficiently The goal here is to manufacture electrodes for Li-ion batteries more cost-effectively and with a higher level of quality. Electrode foils for Li-ion batteries consist of an active material (nickel-manganese-cobalt powder plus lithium), conductive additives and binders. These materials are applied to an aluminum foil as a suspension and then dried into a thin layer with a thickness of about 100 µm. It is not uncommon for the components of the suspension to separate during the drying process, with the result that the binder content is too low in some places. This impairs the adhesion of the entire layer. Fraunhofer IPM and Fraunhofer ISIT together with the companies VARTA and OWIS have developed an optical inline measurement system as part of the “Q-LIB” project. This system has made it possible to actively control the coating process with regard to the mixture. This in turn reduces waste in production and the start-up time for the production of new recipes. The inline measurement system is based on laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). LIBS is a laser spectroscopy technique that can be used to determine the composition of a sample with regard to the specific elements it contains. The system records the material distribution in the electrode foil point by point as a 3D map. This makes it possible to detect whether the mixing ratio of the components is correct and whether the components are homogeneously distributed across the entire electrode volume. This in turn enables realtime quality control and quality regulation. The challenge here was measuring the distribution not only on the surface, but also with depth resolution within the entire coating – at production speeds of around 20 m/min. The measurement system was recently integrated into the laboratory plant of an electrode manufacturing facility at Fraunhofer ISIT. There, electrode foils from VARTA Microbattery GmbH were successfully measured under real production conditions. The goal: Manufacturing electrodes for Li-ion batteries with less costs and a higher quality Foto: Fraunhofer IPM Continued from Page 1 Anzeige Expertise und Lösungen für sichere, verfügbare und wirtschaftliche Prozessanlagen TÜV SÜD Chemie Service und TÜV Hessen präsentieren ihre gemeinsamen Dienstleistungspakete auf der ACHEMA in Halle 9.1 am Stand C39. Die beiden Gesellschaften des TÜV SÜD-Konzerns bündeln ihre Kompetenzen im Industriebereich. Davon profitieren Planer, Hersteller und Betreiber von Anlagen der Prozessindustrie – vor allem, wenn es umSicherheit, Verfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit geht. Über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage vertraut die Prozessindustrie weltweit auf TÜV SÜD Chemie Service. Der Prüf- und Zertifizierungsdienstleister ist aus Servicebereichen der Großchemie hervorgegangen. Mit der Weiterentwicklung von Technologien, Systemen und Know-how in diesem Bereich haben die Expertinnen und Experten auch technische Innovationen wie Industrie 4.0, Künstliche Intelligenz (KI) und Big Data sowie die steigenden Anforderungen an die Nachhaltigkeit von Prozessen und Produkten stets im Blick. Kerndienstleistungen sind Prüfungen, Zertifizierungen und Ingenieurleistungen, die sich am individuellen Bedarf der Kunden ausrichten. Das sind beispielsweise wiederkehrende Prüfungen nach gesetzlichen Vorgaben, ein optimiertes Prüffristen-Management sowie Gefahren- und Risikoanalysen. Die Leistungen basieren auf der detaillierten Kenntnis aktueller und länderspezifischer Regelwerke, Vorschriften und Normen. Betreiber profitieren zudem vom digitalen Zugriff auf ihre Anlagendaten und der vollständigen digitalen Dokumentation über das TÜV SÜD-eigene Datenmanagementsystem SmartDAMAS. AMAIS und HAZOP Betreiber sehen sich mit stetig wachsenden und veränderten Herausforderungen konfrontiert. TÜV SÜD entwickelt die passenden Services dafür. Dazu zählt beispielsweise AMAIS (Asset Monitoring Artifical Intelligence Support), eine Lösung für das KI- und sensorgestützte Monitoring von Anlagenzuständen. AMAIS erlaubt die permanente Überwachung von Anlagen und die Auswertung der Sensordaten mit prädiktiven Algorithmen. Ein Dashboard visualisiert die Informationen und zeigt Handlungsoptionen auf. Sicherheit, Integrität und Effizienz haben in der Prozessindustrie höchste Priorität. Durch die Verbindung von HAZOP, Operational Excellence (OPEX) und KI-basierten Methoden bietet HAZOP+ einen ganzheitlichen Ansatz, der Synergien für eine kontinuierliche Optimierung von Sicherheit, Bedienbarkeit, Lebensdauer und Verfügbarkeit der Anlagen erschließt – bei Einhaltung aller regulatorischer Vorgaben. AMAIS und HAZOP+ sind gemeinsame Entwicklungen von TÜV SÜD Chemie Service und atlan-tec Systems. CO2-Einsparpotenziale identifizieren und verifizieren VERIchem ist die neueste Antwort von TÜV SÜD Chemie Service und TÜV Hessen zum Thema „Dekarbonisierung von Chemieanlagen“. Das Verfahren wurde für die neutrale und transparente Validierung und Verifizierung von CO2-Emissionen in Produktionsprozessen entwickelt – auf Basis der ISO/IEC 17029 und weiteren relevanten Standards und Normen. Die Methode unterstützt die Definition einer Referenz (Status quo, Baseline) für CO2-Emissionen, an der sowohl der Erfolg einzelner Verbesserungsmaßnahmen als auch der Fortschritt im gesamten Prozess der Dekarbonisierung (Project Line) gemessen werden kann. Kooperation macht stark TÜV SÜD Chemie Service und TÜV Hessen entwickeln zusammen effiziente Lösungen und bieten diese aus einer Hand an. Vor allem bei Green-Energy-Dienstleistungen und dem betriebssicheren Auf- und Ausbau einer Wasserstoffwirtschaft gibt es nach Einschätzung der beiden Unternehmen noch viel Potenzial für gemeinsame Entwicklungen. Im Industriebereich ergänzen sich die Kompetenzen beider Gesellschaften ideal, so dass Kunden effiziente Lösungen und komplette Lösungspakete erhalten. So erstellt beispielsweise TÜV Hessen Konzepte für den Blitzschutz und die Arbeitssicherheit für Kunden der TÜV SÜD Chemie Service. Weitere Informationen: www.tuvsud.com/chemieservice www.tuev-hessen.de www.atlan-tec.com TÜV SÜD-Kongressvorträge auf der ACHEMA Energy Production 4.0: With Total Sustainability Control and AI into the Future, Yalcin Oelmez, Thomas Froese, Halle 9.1, Raum Esprit, Mittwoch, 24.08.2022, 11:30-11:50 Uhr; HAZOP+ – How chemical plants are becoming safer and more economical with the help of AI, Dr. Hans Volkmar Schwarz, Thomas Froese, Halle 9.1, Raum Genius, Donnerstag, 25.08.2022, 11:30-12:00 Uhr.
••• 11 ••• Innovationen Der Innovationsführer für explosionsgeschützte Mobilgeräte und -lösungen i.safe MOBILE präsentiert mit dem IS540.1 sein erstes 5G-Smartphone für die ATEXZone 1/21. Mit diesem Ex-geschützten Industrie-Smartphone sind Kunden auf die Veränderungen in der Industrielandschaft durch Umstellung von 4G/LTE auf 5G, wie z. B. PoC/Video-PTT, Automatisierung, Augmented Reality und Predictive Maintenance, perfekt vorbereitet. Das 5G-Smartphone verfügt über ein übersichtliches 6-Zoll-Display, PTT-Funktionalität, eine 48 MP-Kamera, ist mit einem Premium-Chipsatz für optimale Performance, einer multifunktionalen ISM-Schnittstelle und einem leistungsstarken Lautsprecher ausgestattet. i.safe MOBILE ergänzt seine Produktpalette zudem mit der eigensicheren Industrie-Smartwatch IS-SW1.1 und schließt mit der Produkt-Neuentwicklung eine entscheidende Lücke im Bereich Mitarbeitersicherheit und Organisation für Zonen 1/21 der Chemie- und Pharma-, Öl- und Gasindustrie. Die IS-SW1.1 kann über Bluetooth mit den i.safe MOBILE-Geräten gekoppelt werden und fungiert als ergänzendes Handsfree-Display am Handgelenk, als RemoteSOS-Knopf und RFID-Reader. Die Smartwatch kann diverse RFID-Smartcards für Zugangskontrollsysteme emulieren und gleichzeitig die Vitalfunktionen Puls und Sauerstoffsättigung des Nutzers überwachen. i.safe MOBILE: Innovationstreiber im Bereich Ex-geschützte Mobilgeräte Rund 3000 Kunden weltweit, darunter Fortune-500-Unternehmen, setzen auf die nach internationalen Standards wie ATEX-, IECEx- und NEC 500/505 zertifizierten Produkte und kundenspezifischen Software- und Servicelösungen von i.safe MOBILE, die von Ingenieuren und Spezialisten am Unternehmenssitz in Lauda-Königshofen entwickelt werden. Durch die Kooperation mit anderen Lösungsanbietern der Bereiche Push-ToTalk, Mobile Device Management, Maintenance-Software oder Loneworker kann das Unternehmen Komplettlösungen aus einer Hand anbieten. i.safe MOBILE ist mit einer Niederlassung in Singapur sowie durch Vertriebspartner in 72 Ländern in Europa, den USA, Lateinamerika, Südafrika, dem Mittleren Osten, Australien und Asien präsent. Weitere Informationen erhalten Sie hier: www.isafe-mobile.com i.safe MOBILE kündigt erstes 5G-Smartphone IS540.1 für ATEX Zone 1/21 an und präsentiert weltweit erste ATEX/IECEx-zertifizierte Industrie-Smartwatch für Zone 1/21. New for Z ONE 1/21 WWW.ISAFE-MOBILE.COM Your expert for mobile communication solutions in explosion hazardous and industrial areas. Anzeige More sustainable e-mobility Magnet recycling pays off which leads to a slight deterioration in quality. But we can counteract this, for example, by adding 10 to 20 percent of new material or by further processing the microstructure of the magnets,” Opelt explains. The power of the recycled magnets can be determined from the end product or at the powder stage. Eventually, these experiments should allow the establishment of a portfolio of characteristics. This will provide future users with recommendations on how to modify the recycling process to achieve the desired target characteristics for the magnets based on the starting composition. Building a new value chain The researchers are currently working on further optimizing the treatment process during the recycling process. Konrad Opelt is confident, however, that the recycledmagnets can soon be incorporated into the electric motors and is already looking forward towhizzing around the institute yard on his hoverboard. Once this step is complete, it would be tangible proof of the success of recycling. “In order to be able to build a robust value chain for magnet recycling in the long-term, all the actors in the chain need to be able to rely on one another,” Opelt emphasizes. “With FUNMAG, we’re demonstrating that the idea actually works and that we are making a decisive contribution to building this value chain.” The political and industry interest in the approach is great, because it promises both improved sustainability and less resource dependency. Konrad Opelt hopes that this encourages manufacturers in the future to think ahead when producing electric motors and ensure that the magnets are easy to remove and reassemble, with recycling in mind. The same applies beyond the e-mobility sector to all our electrical devices, from lawn mowers to cordless screwdrivers to cell phones. They all contain neodymium magnets which could also be recycled economically. The electric motor in an e-scooter is in the tires: The magnets are the silver cuboids on the edge of the copper coils Foto: Fraunhofer IWKS Continued from Page 4
••• 12••• Innovationen Methan statt CO2 Fraunhofer-Verfahren erhöht Methanausbeute von Biogasanlagen Biogasanlagen erzeugenMethan – und etwa 40 Prozent CO2, das bislang ungenutzt entweicht. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMMwandeln dieses Abfallprodukt nun ebenfalls in Methan um und erhöhen die Methanausbeute von Biogasanlagen somit drastisch. Das Verfahren läuft, derzeit skaliert das Forscherteam die Demonstrationsanlage auf fünf Kubikmeter Methan pro Stunde hoch. Deutschland ist auf dem Weg zur Klimaneutralität, bereits bis 2030 sollen die Emissionen von Kohlenstoffdioxid um 65 Prozent sinken – verglichen mit den Werten von 1990. Ein Element der Defossilisierung sind Biogasanlagen: In ihnen bauen Bakterien Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff zu Biogas ab, das durchschnittlich aus etwa 60 Prozent Methan und 40 Prozent CO2 besteht. Während das Biogas in Blockheizkraftwerken Strom und Wärme erzeugt oder aber auf Erdgasqualität aufbereitet ins Erdgasnetz eingespeist werden kann, entweicht das CO2 bislang ungenutzt in die Luft. Biogas in vollemUmfang nutzen Forscher des Fraunhofer IMMwollen dies nun ändern. „Wir wandeln das CO2 mit Hilfe von grünemWasserstoff in Methan um“, erläutert Dr. Christian Bidart, Wissenschaftler am Fraunhofer IMM, den Ansatz des neuen Verfahrens. Das entstehende Biogas kann also nicht nur wie bisher zu etwa 60 Prozent, sondern in vollem Umfang genutzt werden. Die zugrundeliegende Reaktion ist bereits seit etwa hundert Jahren bekannt, blieb allerdings bislang meist auf Laborniveau. Erst die anstehende Energiewende rückt mögliche Anwendungen in den Fokus, die Forscher überführen die Reaktion daher erstmals in einen industriellen Prozess. Eine Demonstrationsanlage entwickelte das Forscherteam bereits im Projekt ICOCAD I: Diese wandelt einen Kubikmeter Biogas pro Stunde in einen Kubikmeter Methan um, ihre thermische Leistung beträgt zehn Kilowatt. Im Folgeprojekt ICOCAD II skalieren die Forscher diese Anlage derzeit auf die fünffache Größe, also auf eine thermische Leistung von 50 Kilowatt. Eine der Herausforderungen, die dabei auf der Agenda stehen: der hochdynamische Prozess. Denn die Strommenge, die aus Wind- und Photovoltaikanlagen erzeugt wird, schwankt stark – und damit auch die Menge des grünen Wasserstoffs, der mittels Strom in Elektrolyseuren aus Wasser gewonnen wird. Die Anlage muss also schnell auf schwankende Mengen an Wasserstoff reagieren können. Zwar wäre auch eine Speicherung von Wasserstoff möglich, jedoch aufwändig und teuer. „Wir arbeiten daher daran, die Anlage flexibel zu gestalten, um die Speicherung von Wasserstoff möglichst zu umgehen“, sagt Bidart. Dazu gehören unter anderem CO2-Speicher: Denn die Menge an CO2, das aus den Biogasanlagen strömt, ist gleichbleibend. Entwicklung effizienter Katalysatoren Eine weitere Herausforderung lag in der Entwicklung effizienter Katalysatoren für die Reaktion. Die Forscher des Fraunhofer IMM haben dafür eine Mikrobeschichtung aus Edelmetallen verwendet. Das Prinzip: Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid strömen durch zahlreiche Mikrokanäle, in denen sie miteinander reagieren können und deren Wände mit einer Beschichtung des Katalysators versehen sind. „Auf diese Weise können wir die Kontaktfläche der Gase mit dem Katalysatormaterial vergrößern und die benötigte Katalysatormenge reduzieren“, weiß Bidart. Im Reaktionsreaktor werden zahlreiche solcher Mikrostrukturen übereinandergestapelt. Weitere Skalierungen geplant Derzeit arbeiten die Forscher daran, die größere Anlage umzusetzen und den dynamischen Betrieb zu realisieren. 2023, so hofft das Team, könnte diese dann in Betrieb gehen und an einer Biogasanlage real getestet werden. Damit ist die Hochskalierung jedoch keineswegs abgeschlossen – schließlich sind die CO2-Mengen, die an den Biogasanlagen entstehen, groß. Bis zum Jahr 2025 planen die Forscher daher eine Hochskalierung auf 500 Kilowatt, bis 2026 soll die Anlage gar ein bis zwei Megawatt Leistung erzeugen. Reaktor zur katalytischen Methaniserung von CO2 mit 50 kW Nennleistung. Foto: Fraunhofer IMM Impressum MESSEJOURNAL DIE MESSE ACHEMA 2022 Verlag: EXXPO.DIE MESSE GmbH Lavesstraße 79 30159 Hannover Telefon: +49 511 85625-0 Telefax: +49 511 85625-100 E-Mail: verwaltung@die-messe.de Internet: www.die-messe.de Verantwortlich für den Inhalt: Hans-Joachim Nehls Digital Hub and Digital Lab offer digitalisation at your fingertips The topic of digitalization has finally claimed a top spot on the agenda of the process industry. The new exhibition group “Digital Hub” contributes to this: It is the central meeting point for digital experts and all participants interested in or actively involved in the digital transformation of the process industry. The exhibition area with a central stage puts digital showcases of the process industry in the spotlight and offers the latest insights from experts and solution providers and facilitates future-oriented discussions. A total of six use cases for the connected and digitalized laboratory will be presented at the Digital Lab Action Area – the smart lab of tomorrow to experience, touch and try out. Equipment and software manufacturers will demonstrate cross-manufacturer digitalization solutions using relevant practical examples. The spectrum ranges from Cobot-assisted work processes for sample preparation and analysis, user-or iented process control with Laboratory Execution Systems, to horizontally and vertically connected yet modularly adaptable equipment solutions with the perspective of shared laboratory infrastructure and seamless integration between sample input and quality-assured analysis results. Innovative software and device solutions are supported by the Laboratory & Analytical Device Standard (LADS) for OPC UA. „Digitalisation, sustainability, security of supply – the challenges ahead are enormous and can only be overcome together and across sectors”, says Thomas Scheuring. “Let us therefore use ACHEMA in August 2022 as the world’s only comprehensive showcase of the latest technology trends in our industry to find and tackle solutions together.”
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