Die Elastokalorik ist eine noch relative junge Technologie, die auf dem Einsatz von Funktionswerkstoffen basiert. Phasenumwandlungen in diesen Metallen, zu denen auch die Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen zählen, werden durch exotherme oder endotherme Reaktionen begleitet und versetzen diese Werkstoffe dadurch in die Lage, technischen Systemen entweder Wärme zuzuführen oder Wärme zu entziehen. Die dabei theoretisch erreichbaren Wirkungsgrade übertreffen diejenigen heutiger Heizungs- oder Kühlsysteme um fast eine Größenordnung. Damit ist die Elastokalorik eine der vielversprechendsten Technologien unserer Zeit, um umweltschädliche, kohlenstoffbasierte Kühlmittel langfristig aus unserer Umwelt zu verbannen. Um dieses Ziel zu erreichen, sind sich beide Unternehmen einig, bedarf es einer systematischen Weiterentwicklung der aktuellen Werkstoffe sowie dem strukturierten Aufbau einer möglichst in sich geschlossenen Supply-Chain. Neben den Funktionswerkstoffen geht es daher im weiteren Verlauf der Kooperation auch um Maschinen und Anlagenkonzepte sowie deren Systemintegration in Fahrzeuge, Gebäude oder industrielle Produktions- und Verarbeitungsmaschinen.
Die Montanstiftung und Ingpuls möchten durch Ihre Zusammenarbeit einen Beitrag dazu leisten, genau eine solche Supply-Chain zu entwickeln. Der Bochumer Ingpuls GmbH kommt hierbei zunächst die Aufgabe zu, die nächste Generation noch belastbarer Formgedächtnislegierungen zu entwickeln. Die Montanstiftung wird dagegen ihre Möglichkeiten einsetzen, Ingpuls auf diesem Weg technologisch mit ihrer jahrzehntelangen Expertise in der Werkstoffentwicklung und -herstellung zu unterstützen sowie im Saarland die Vorbereitungen zu treffen, eine Elastokalorikindustrie aufzubauen und nachhaltig zu verankern.
Hierzu äußert sich Reinhard Störmer, Vorsitzender des Kuratoriums der Montan-Stiftung-Saar im Rahmen einer Pressekonferenz vom 27.7.2023 wie folgt: „Das Ziel der Montan-Stiftung und unserer neusten Aktivitäten ist die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit unserer Stahlunternehmen. Damit einher geht die Verantwortung für den Erhalt langfristig wettbewerbsfähiger Arbeitsplätze an der Saar.“, so Störmer. „Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang der kürzlich abgeschlossene Forschungs-, Entwicklungs- und Kooperationsvertrag zwischen unserer Tochtergesellschaft, der Montan-Innovation-Lab-Saar GmbH, und dem jungen Bochumer Unternehmen „Ingpuls“. Schwerpunkt der Zusammenarbeit ist die Weiterentwicklung und Herstellung von lebensdaueroptimierten Halbzeugen und Funktionseinheiten aus Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen. Damit werden disruptive Anwendungen z.B. im Bereich der so genannten Elastokalorik ermöglicht, verbunden mit der Chance, neue Produktionsstandorte mit zukunftsfähigen Arbeitsplätzen in unserer Region aufzubauen.“
Die Zusammenarbeit kommentiert Dr. Burkhard Maaß, Gründer und Geschäftsführer der Ingpuls GmbH, wie folgt: „Auch wenn wir über die Jahre ein absoluter Spezialist im Bereich der Formgedächtnislegierungen geworden sind, so können wir als kleines mittelständisches Unternehmen mit weniger als 100 Mitarbeitern noch viel von der Stahlindustrie lernen, weil dort ähnliche Prozesse und Technologien zum Einsatz kommen, wie bei der Herstellung und Verarbeitung von Nickel-Titan. Die Montanstiftung kann uns mit ihrer Expertise aus der Stahlindustrie auf dem Weg zur Internationalisierung sowie bei unserem weiteren Wachstum unterstützen. Durch ihr globales Netzwerk kann Sie uns sicher viele Türen öffnen und uns dabei beschleunigen unsere Ziele zu erreichen.“
Zu den möglichen Einsatzfeldern und Gründen diese zu erschließen führt Dr. Maaß an: „Neben Anwendungen in der Gebäudeklimatisierung und der Maschinenkühlung gehören insbesondere die Kühlaggregate im Automobil zu unseren Hauptanwendungszielen für die Elastokalorik. Um für die Automobilindustrie ausreichend wettbewerbsfähig zu sein, sind die zu erfüllenden Anforderungen an die Performance der Werkstoffe besonders hoch. Dem gegenüber stehen im Erfolgsfall massive Einsparpotentiale in Bezug auf CO2- sowie andere umweltschädlichen Emissionen. Es lohnt sich daher, trotz dieser scheinbar hohen Markteintrittshürden, sich besonders anzustrengen. Gelingt es uns die Elastokalorik im Automobil zu etablieren, werden alle anderen Industrien schnell folgen. Ähnliches konnten wir auch bei anderen FGL-Anwendungen beobachten.“
Web: www.ingpuls.de
Die Ingpuls GmbH aus Bochum entwickelt und produziert kundenspezifische Legierungen und Komponenten aus Formgedächtnislegierungen (FGL). FGL sind metallische Werkstoffe, die sich nach einer scheinbar plastischen Verformung durch Erwärmung wieder an ihre Ursprungsgestalt ‚zurückerinnern‘ können, sobald sich die Temperatur entsprechend ändert.
Im Jahr 2009 als Spin-Off des Instituts für Werkstoffe der Ruhr-Universität Bochum entstanden, ist Ingpuls in mehreren Stufen vom Consultant zum Entwicklungsdienstleister und letztlich im Jahre 2016 zum Massenproduzenten aufgestiegen. Heute ist das Unternehmen weltweit technologisch führend und bekannt für seine ausgezeichnete Expertise in der Materialherstellung und -verarbeitung, sowie der applikationsspezifischen Mikrostrukturentwicklung. Durch seine umfassenden und stetig wachsenden Kompetenzen treibt das Unternehmen die Industrialisierung dieser innovativen Technologie national wie international maßgeblich voran. Bis heute wurden inzwischen mehrere Millionen Fahrzeuge eines deutschen Premiumherstellers mit FGL aus Bochum ausgestattet. Auch abseits der Automobilindustrie sind die Bochumer Hightech-Werkstoffe im Einsatz, z.B. in der Medizintechnik oder in der Luft- und Raumfahrt. Die ersten Satelliten, die FGL von Ingpuls nutzen, befinden sich bereits im Erdorbit. Zukünftig sollen dann auch viele Millionen Hausgeräte die innovative Technologie einsetzen können, um geräuschlos Stellaufgaben zu verrichten. Weitere Einsatzgebiete finden sich in den Märkten Industrie, Gebäudetechnik und Konsumelektronik.
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