Technische Keramik
TK 6
Mit der Einweihung des Forschungsneubaus am Standort Hermsdorf baut das Fraunhofer
IKTS vor allem seine verfahrenstechnischen Grundlagen zum Scale-up weiter aus. Von hier
leistet das Institut national, international sowie im Rahmen des GreenTech-Campus
Hermsdorf einen wesentlichen Beitrag zur Förderung, Entwicklung und zum Ausbau ener-
gie- und umweltfreundlicher Lösungen. Umfassendes Werkstoff-Know-how, moderne
Fertigungstechnologien und integrative Systemkonzepte kennzeichnen Europas führende
Forschungseinrichtung auf dem Gebiet der technischen Keramik.
GreenTech-Campus Hermsdorf
gewinnt weiter an Profil
Der Hermsdorfer Institutsteil unter Ver-
antwortung des Standortleiters Dr. In-
golf Voigt zielt auf neue Applikations-
felder für Keramik. Die strategischen
Forschungsschwerpunkte konzentrieren
sich auf die Leitmärkte Kreislauf- und
nachhaltige Wasserwirtschaft, Rohstoff-
effizienz sowie umweltfreundliche
Energien und Energiespeicherung. Für
das lokale industrielle Netzwerk spielen
die Neuentwicklungen des Fraunhofer
IKTS eine bedeutsame Rolle.
Das wirtschaftlich bereits in der Ver-
gangenheit sehr erfolgreiche Institut
realisierte 2013 bei einem Gesamt-
haushalt von knapp elf Millionen Euro
einen Anteil von Erträgen mit der Wirt-
schaft von 53 Prozent. Weitere 19 Pro-
zent wurden aus Verbundprojekten mit
der Wirtschaft sowie fünf Prozent aus
EU-Projekten erlöst.
Mit dem Geschäftsfeld „Umwelt- und
Verfahrenstechnik“ hat sich der Herms-
dorfer Institutsteil zu einer der weltweit
größten Gruppen auf dem Gebiet der
keramischen Membranen entwickelt.
Neben einer starken vertikal orientier-
ten Forschung von der Membranent-
wicklung über Modul- und Anlagen-
entwicklung, Membranerprobung, Pilo-
tierung bis hin zur Anwendung wurden
vor allem die Aspekte der chemischen
Verfahrenstechnik ausgebaut. Mit mehr
als 220 Forschungspartnern und Indus-
triepartnern in 40 Ländern steht dieser
Bereich in Kontakt für eigene und/oder
gemeinsame
Membranerprobung,
Membranentwicklung und Applikation.
Anwendung finden keramische Mem-
branen in vielen verschiedenen Ge-
bieten wie Lebensmittelherstellung,
Getränkeindustrie, Abwasserreinigung,
Wasseraufbereitung, Produktgewin-
nung, Produktreinigung, Chemie, Phar-
mazie und Abgasreinigung. Mit der
Möglichkeit, Trennprozesse im Flüssig-
und Gasbereich unter Hochtemperatur-
und korrosiven Bedingungen energie-
schonend zu realisieren, sind sie eine
Schlüsseltechnologie für ressourcenef-
fiziente Prozesstechnik.
Entsprechend der hohen strategischen
Bedeutung wurden die Bedürfnisse die-
ses Forschungsbereichs bei der Planung
und Realisierung des Erweiterungsbaus
mit etwa 50 Prozent der Nutzfläche be-
sonders berücksichtigt. Neben der tech-
nologischen Erweiterung der Präpara-
tionsmöglichkeiten für nanoporöse
keramische Membranen bis in den pi-
lottechnischen Maßstab lag der Fokus
vor allem auf der Erweiterung der Prüf-
und Testmöglichkeiten für Membran-
anwendungen unter industrienahen Be-
dingungen. Dadurch wurde die Anwen-
dungskompetenz dieses Geschäftsfelds
nochmals deutlich gestärkt.
Im Einzelnen wurden völlig neuartige
Membranprüfstände aufgebaut, zum
Beispiel für Dampfpermeation und
Pervaporation im Technikumsmaßstab
sowie Gaspermeationsprüfstände zur
Methananreicherung im Biogas, zur
Wasserstoffabtrennung aus Verga-
sungsprodukten sowie zur Sauerstoff-
separation aus der Luft. Zudem wurde
ein Hochtemperatur-Ofen bis 2.200 °C
zur Untersuchung der Sauerstoffabtren-
nung aus Wasserdampf installiert.
Den zweiten Schwerpunkt des IKTS-
Ausbaus am Standort Hermsdorf bildet
die Abteilung Precursorkeramik und
Kompositwerkstoffe, die die bisherigen
Arbeitsgebiete oxidkeramische Kompo-
nenten und Systeme umfasst. Der Fokus
dieser Abteilung liegt auf dem Gebiet
der gezielten Materialentwicklung zur
Umsetzung der Werkstoffe in Bauteile
und des Ausbaus des Werkstoff- und
Technologie-Know-hows entlang der
Wertschöpfungskette. Die Synergien in
den Themenfeldern der Polymer- und
Polymer-abgeleiteten Keramik eröffnen
durch die chemische Kompetenz auf der
einen und die Verarbeitungskompetenz
auf der anderen Seite neue Felder.
Anwendungen der am Standort Herms-
dorf für industrielle Partner entwickel-
ten Oxidkeramiken finden sich sowohl
in der Medizintechnik als auch in der
Sensorik und Elektrotechnik. Immer fei-
nere Ausgangspulver zu extrem homo-
genen feinstdispersen Mikrostrukturen
unter industrienahen Bedingungen zu
prozessieren, stellt ein wesentliches
Alleinstellungsmerkmal dar. Zukünftige
Chancen und Herausforderungen finden
sich neben Humanimplantaten vor al-
lem im Bereich der Optik und der Licht-
technik.
Mit dem Bezug des Erweiterungsbaus
wurden die technologischen Möglich-
keiten um völlig neuartige Presstech-
nologien, weitere Granulier- und Bear-
beitungsaggregate sowie einen Hoch-
temperatur-Vakuumofen (Temperaturen
bis 2200 °C) gestärkt und weiter ausge-
baut.
Für den Forschungsschwerpunkt „Ober-
flächentechnik/Innovative Schichten für
