22.04.2021 • VakuumPlasmaDünne Schichten

CO2‐neutrale Mobilität als Herausforderung und Chance

Die Plasmaoberflächentechnik entlang der Energiekette.

Vakuum- und plasmagestützte Beschichtungs­methoden sorgen von jeher für reibungs­lose Abläufe in Verbrennungs­motoren und verlieren auch im Zuge der Energie­wende nichts an Attrak­tivität. Unerläss­lich für einen effi­zienten Antriebs­strang begleiten Plasma­verfahren nun den Wechsel von Energie­quellen, ­Energie­trägern und Antriebs­konzepten hin zu defossili­sierten elektri­fizierten Techno­logien. Welche Konzepte sich für eine CO2‐neutrale und nachhaltige Mobilität anbieten, beschreibt Tim Hosenfeldt, Schaeffler Technologies, in der Vakuum in Forschung und Praxis, die sich im Wissen­schafts­jahr der Bio­ökonomie verstärkt auch Themen der Ressourcen­schonung und Kreis­lauf­wirtschaften in der Branche widmet.

Abb.: Die Energie­kette: CO2-neu­trale Mobi­lität er­for­dert den...
Abb.: Die Energie­kette: CO2-neu­trale Mobi­lität er­for­dert den Über­gang von fos­si­len (schwarz) zu er­neuer­ba­ren (grün) Ener­gie­quel­len. Für die zum Be­trieb der Fahr­zeuge ein­geset­zten Ener­gie­träger er­öff­nen sich, begin­nend beim grünen (!) Strom, drei Wege: elek­tris­che Ener­gie (1) für bat­te­rie­elek­tri­sche Fahr­zeuge (BEV), Was­ser­stoff (2) für brenn­stoff­zel­len­elek­tri­sche Fahr­zeuge (FCEV) und synthe­tische Kraft­stoffe (3) aus Wasser­stoff für Hy­brid- (HEV) und Ver­bren­nungs­mo­toren (ICEV).

Hosenfeldt konkretisiert drei Anwendungs­felder, in denen die Plasmaober­flächen­technologie punktet: erstens, die direkte Nutzung der elektrischen Energie für batterie­elektrische Fahrzeuge (BEV), zweitens, über die Wandlung des regenerativ erzeugten Stroms in grünen Wasserstoff als Energieträger für brenn­stoff­zellen­elektrische Fahrzeuge (FCEV) und drittens, über die Erzeugung von synthetischen Kraft­stoffen aus grünem Wasser­stoff. Dabei werden sich die Techno­logien nach Fahrzeug­gewicht, Weg­strecke und not­wendiger Antriebs­leistung ergänzen. Unabhängig vom Antriebs­konzept bietet die Plasma­oberflächen­technik heraus­ragende Möglich­keiten für die Optimierung hoch­beanspruchter tribo­logischer Systeme. So haben sich PVD‐ und PACVD‐ Schicht­systeme, wie die Triondur-Beschichtung, in der Auto­mobil­industrie, wo sie anfänglich zur Vermeidung von Verschleiß eingesetzt wurden, zu einem immer wert­volleren Konstruktions­element zur Steigerung der Energie­effizienz und CO2‐Einsparung durch Reibungs­reduzierung entwickelt. Im Jahr 2018 lieferte Schaeffler weltweit mehr als 150 Millionen mit Triondur beschichtete Bauteile aus.

Für die Defossi­lisierung der Energie­kette durch Elektroly­seure und Brenn­stoff­zellen wird die Plasma­oberflächen­technik eine wichtige Schlüssel­rolle spielen, um die hohen Anforde­rungen an die geforderten elektro­chemischen Eigenschaften und Qualitäts­standards zu erfüllen.

Vielfalt und Nach­haltigkeit der Lösungen sorgen dafür, dass die Plasmaoberflächentechnik unabhängig vom Antriebs­strang eine wichtige Schlüssel­technologie für eine CO2‐neutrale und nachhaltige Mobilität bleibt.

Abb.: Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaften sind auch Themen von Vakuum...
Abb.: Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaften sind auch Themen von Vakuum in Forschung und Praxis - erst recht im Wissenschaftsjahr Bioökonomie. (Bild: Wiley VCH)

Weitere Beiträge zu Nach­haltigkeit, Ressourcen­schonung und Kreis­lauf­wirtschaft findet man in der jüngst erschienenen ViP2. Dort beschreibt unter anderem Ute Bergner, Vacom Vakuum Komponenten & Messtechnik GmbH, wie man die unerwünschten Begleit­erscheinungen des Anthropozän verhindert und welche von den Erhaltungs­sätzen der Physik abgeleiteten Ansätze zur Gestaltung von Produktion und Produktions­umfeld in der Branche verfolgt werden.

Wiley VCH / LK

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