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Energiewende als Innovationstreiber Laserbasierte Lösungen für die Wasserstoffwirtschaft

Forschende am BIAS – Bremer Institut für angewandte Strahltechnik entwickeln laserbasierte Fertigungsverfahren für die Energiewende und starten Kooperation mit SchülerInnen in einer „Mitmachwerkstatt“
08.11.2022, 13:01
Lesedauer: 3 Min
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Von Annika Häfermann

Laserstrahlen faszinieren Forscher und Entwickler seit Jahrzehnten. Heute finden sich Laser in vielen Bereichen des täglichen Lebens – und auch als Werkzeuge in der industriellen Fertigung, etwa im Automobilbau, im Flugzeugbau und dem Anlagenbau.

Für die Energiewende kommt der Wasserstofftechnologie eine Schlüsselrolle zu. Große Mengen Wasserstoff müssen zukünftige in sehr großen Elektrolyseanlagen erzeugt werden, er muss sicher transportiert und gespeichert werden, um dann z.B. mit Hilfe von Brennstoffzellen sauberen elektrischen Strom zu erzeugen. Anlagen für die Wasserstofftechnik werden deshalb in großer Zahl benötigt und sie werden wachsen - vom heutigen kleinen Maßstab hin zu industriellen Großanlagen. Gleichzeitig müssen die Kosten deutlich gesenkt und die Effizienz gesteigert werden, damit die Energiewende bezahlbar wird. Dafür braucht es geeignete Werkstoffe und auch innovative industrielle Fertigungsverfahren.

Wo findet man hier den Laser? Eigentlich fast überall, meinen die Forschenden am BIAS - Bremer Institut für angewandte Strahltechnik, die sich seit vielen Jahren mit der industriellen Laseranwendung beschäftigen. Für Elektrolyseure, Rohrverbindungen, Tanks und Brennstoffzellen werden künftig viele tausend Meter Schweißnaht benötigt, die vorteilhaft mit dem Laserstrahl hergestellt werden können. Funktionale Oberflächen müssen mit dem Laserstrahl so strukturiert werden, dass die chemischen Reaktionen perfekt ablaufen können. Und nicht zuletzt kann man den laserbasierten 3D-Druck nutzen, um komplexe Anlagenteile herzustellen oder auch neuartige Werkstoffe zu entwickeln, die Wasserstoff speichern können.

Am BIAS wurde deshalb kräftig investiert. In neue Laser und Anlagen zum Schweißen, 3D-Drucken und für die Oberflächenbearbeitung, und in Laborausstattung für die Prozessbeobachtung, um die verschiedenen Laserbearbeitungsprozesse analysieren, verstehen und letztlich prozesssicher anwenden zu können. Dafür wurde das „HyLaP – Hydrogen-oriented Laser-based Production research lab“ geschaffen.

Dabei ist auch eine „Mitmachwerkstatt“ entstanden, in der Schülerinnen und Schüler der 8. Klasse gemeinsam mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Bremen und Dortmund forschen und eigene Experimente durchführen können. Damit gelingt es, sie frühzeitig für das Thema Forschung zu begeistern. In den wöchentlichen Besuchen der Wilhelm-Focke-Oberschule am BIAS werden spannende Themenfelder wie Nachhaltigkeit, Umwelt und der zukünftige Energieträger Wasserstoff behandelt und anhand von selbstgebauten Modellen wie emissionsfreien Fahrzeugen oder Windkraftanlagen zum Leben erweckt.

Laserbasierte Lösungen für die Wasserstoffwirtschaft sind auch das Fokusthema beim 12. Laser Anwender Forum, welches am 23.-24. November 2022 im Congress Centrum Bremen stattfindet. Die gleichnamige Keynote-Session eröffnet das Fachforum mit Beiträgen zu den „Herausforderungen beim emissionsfreien Fliegen“ (Airbus, Bremen) sowie „Grüner Wasserstoff im industriellen Maßstab“ (thyssenkrupp nucera, Dortmund). Innovative Anwendungen in den Bereichen Laserstrahlschweißen, Additive Fertigung, Mikrostrukturierung und Prozessüberwachung sind die weiteren Themenschwerpunkte. Die Konferenz wird von einer Fachausstellung begleitet. Dabei macht der persönliche Austausch den Unterschied zu großen Messen der Branche. Einblicke aus erster Hand, Erfahrungsberichte und innovative lasertechnische Lösungen stehen hier ebenso im Mittelpunkt wie das Networking.

Einen Einblick in aktuelle Forschungsfragen bekommen die Teilnehmenden in den Impulsvorträgen des BIAS und beim BIAS Open House. Dabei öffnet das BIAS seine Labore und zeigt die hervorragende Forschungsinfrastruktur sowie Einblicke in die laufenden Forschungsarbeiten live vor Ort.

Als führendes Forschungsinstitut arbeitet das BIAS bereits seit 1977 an neuartigen laserbasierten Technologien. Unter dem Motto "Wissen schafft Wirtschaft" verfolgen die Forschenden neue Ideen und Ansätze in den Bereichen der Materialbearbeitung und der optischen Messtechnik, um Innovationen in die industrielle Anwendung zu bringen. Dies beinhaltet die Prozessentwicklung zum Laserstrahlschweißen, Laser-Mikrostrukturierung und Additive Fertigung sowie die Entwicklung entsprechender Systemtechnik und Lösungen für die Online-Prozessüberwachung.

Weitere Informationen zum Laser Anwender Forum gibt es unter www.lafbremen.de.

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