infocus 2009 - Fachhochschule Brandenburg

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PERSÖNLICH Prof. Dr. Reiner Malessa Technologische Prozesse mit neuester Energietechnik Prof. Dr. Reiner Malessa forscht zu verschiedenen regenerativen Energiegewinnungstechnologien „Wir überarbeiten technologische Prozesse und binden dabei regenerative Energiequellen ein“ - so fasst Prof. Dr. Reiner Malessa die Forschungs- und Entwicklungsarbeit zusammen, die er und sein Team seit vielen Jahren leisten. Dabei kommen sehr unterschiedliche Verfahren zum Einsatz, von der Brennstoffzelle bis zur Erzeugung von Kraftstoff mit der „Biomass-to-Liquid“-Technologie. Letztere funktioniert so, dass aus Holz zunächst ein Synthesegas hergestellt wird, welches dann mittels der Fischer-Tropsch-Synthese in Kraftstoff umgewandelt wird („Bio- Kraftstoff“). Das Fischer-Tropsch-Verfahren wurde bereits 1925 zur Kohleverflüssigung entwickelt. In einem Kooperationsprojekt mit der IPSC GmbH in Schwedt/Oder untersuchten Prof. Malessa und seine Mitarbeiter zunächst in einem Screening, welche verfügbaren Verfahren es weltweit gibt, und errechneten wichtige Daten für eine Pilotanlage mit einer Leistung von einem Megawatt (MW), beispielsweise der Bedarf an Holz, die entstehende Wärmemenge u.a. In einer zweiten Stufe des Projektes wurden mit einer verfahrenstechnischen Profi- Software verschiedene Verfahrensvarianten simuliert, um eine Betriebsoptimierung zu erreichen. Das sei nicht einfach gewesen, da Rohdaten von ähnlichen Anlagen oft wie Geheimnisse gehütet würden. Doch dank der Unterstützung befreundeter Forscher habe er ausreichende Daten erhalten, berichtet Prof. Malessa. Bei der Optimierung gilt es, das alte Fischer-Tropsch-Verfahren zu modifizieren sowie qualitativ und energetisch an den heutigen technologischen Stand anzupassen, also z.B. Prozesswärme und andere Nebenpro- Eine Brennstoffzelle, wie sie derzeit in der Maschinenhalle des Fachbereichs Technik steht. Foto: Carmen Kampf 24 Prof. Dr. Reiner Malessa bei einem Vortrag an der National Central University in Taiwan über die „Biomass-to- Liquid“-Technologie. Foto: privat dukte zu nutzen. Da jedoch eine Pilotanlage eine Milliardeninvestition bedeutet, werden die Forschungs- und Entwicklungsergebnisse vermutlich vom Unternehmen Choren Industries mit Sitz in Freiberg und unter Beteiligung des Shell-Konzerns umgesetzt; derzeit wird eine Machbarkeitsstudie erstellt. Auch in Brandenburg an der Havel ist Prof. Malessa an einem Projekt beteiligt. Gemeinsam mit der Metalltec GmbH Maschinenbau entwickelte er eine Sonnenkollektoranlage mit Kraft-Wärme-Kopplung. Dabei wird durch die Sonne ein so genanntes Thermoöl erhitzt, das zum einen mit Hilfe eines Wärmetauschers Wasser erhitzt und zum anderen der Stromerzeugung dient. Dies geschieht über die Erhitzung einer Flüssigkeit mit besonders niedrigem Siedepunkt, die also schnell verdampft und so eine Turbine antreibt. Diese Technik wird „Organic Rankine Cycle“ (ORC) genannt und geht auf den schottischen Physiker und Ingenieur William John Macquorn Rankine zurück. Während mit der Photovoltaik derzeit ein Wirkungs- grad von etwa 12 Prozent erzielt werden kann, ist an optimalen Stand- orten (z.B. Sahara) mit ORC ein Wirkungsgrad von 30 Prozent (Verwertung der einstrahlenden Sonnenenergie) möglich. Auch die Brennstoffzelle (BZ) ist für Prof. Malessa weiterhin ein wichtiges Forschungsobjekt. Bei einem aktuellen Auftrag des fünftgrößten deutschen Energieversorgers EWE AG geht es um Fragen zum Verhalten des Reformers der BZ bei wechselnder Zusammensetzung des eingespeisten Erdgases. Der Reformer wandelt das Erdgas aus dem Gasnetz durch Wasserdampfzugabe bei hohen Temperaturen katalytisch in Wasserstoff um, der im Allgemeinen von einer BZ als Brennstoff benötigt wird. Zuvor schon hatte Prof. Malessa beispielsweise eine Studie zum Einsatz von BZ in öffentlichen Gebäuden erstellt sowie Einsatzmöglichkeiten einer BZ untersucht, um Wärme und Strom für das Hallenbad in Rathenow herzustellen. Für die nähere Zukunft ist ein Kooperationsprojekt mit der Verbundnetz Gas AG (VNG, Netzgasversorger für Ostdeutschland) und den Stadtwerken Brandenburg an der Havel geplant. Dabei soll eine Pilotanlage, die in der Maschinenhalle der FH Brandenburg aufgestellt wird, getestet werden. Stefan Parsch infocus 2009
Prof. Dr. Klaus-Peter Möllmann Drei Schwerpunkte haben die derzeitige Forschungstätigkeiten von Prof. Dr. Klaus-Peter Möllmann: zum einen Entwicklungen auf dem Gebiet der Dünnschicht- und Mikrotechnologie, zum anderen begleitende Messtechnik zur Technologieentwicklung; und schließlich die angewandte Infrarot-Technologie mit den Schwerpunkten Strahlungsthermometrie (z.B. Thermographie) und Infrarotspektromtrie. Gemeinsam mit seinen Kollegen Prof. Dr. Michael Vollmer und Dr. Frank Pinno befasst sich Prof. Möllmann seit längerem mit der Infrarot-Technologie (IRT). Gerade haben sie zum 6. Mal die weltgrößte Fachkonferenz für Thermographie-Anwender, die „InfraMation“ in Las Vegas (USA), besucht und erneut Fachvorträge gehalten. Ihre Kenntnisse und Erkenntnisse in der Wärmebildtechnik legen Prof. Vollmer und Prof. Möllmann derzeit in einem über 400 Seiten starken, englischsprachigen Buch mit dem Titel „Thermography - Fundamentals, Research and Applications“ nieder. Es wird voraussichtlich im Sommer 2010 erscheinen. Auf dem Gebiet der Technologieentwicklung haben Prof. Möllmann und sein Team Ende 2008 ein größeres Projekt erfolgreich abgeschlossen: die Entwicklung eines Einzelbolometers in Kooperation mit der iris-GmbH infrared & intelligent sensors in Berlin und dem OUT-eV - Forschungsinstitut für optoelektronische Hochtechnologien. Bolometer sind thermische Strahlungsempfänger, die für die z.B. in Wärmebildkameras als Infrarotdetektoren eingesetzt werden. Sie messen infocus 2009 die Infrarotstrahlung über eine Änderung des elektrischen Widerstands einer speziellen Funktionsschicht mit hohem Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstands infolge der durch Strahlungsabsorptiongeänderten Bolometertemperatur. Das erreichte Ziel des mit 114 000 Euro geförderten FHB-Teilprojekts ist ein hochempfindliches Single- Mikrobolometer mit einer kleinen empfindlicher Fläche von 100 μm x 100 μm und kleinen Zeitkonstanten im Millisekunden-Bereich. Im Rahmen eines Nachfolgeprojekts mit der iris-GmbH infrared & intelligent sensors in Berlin wird derzeit u.a. an der Anwendung von Bolometer in Pyrometern geforscht, die Oberflächentemperaturen von Gegenständen berührungsfrei messen können. Für 2010 ist ein weiteres gefördertes Projekt zur Technologieentwicklung geplant. Für ein Projekt der PVflex Solar GmbH in Fürstenwalde analysieren Prof. Möllmann und seine Mitarbeiter mit Hilfe von Rasterelektronenmikroskop (REM), Profilometer, Spektrometer und anderen Messgeräten die Strukturen von Dünnschicht-Solarzellen und liefern damit wichtige Daten für die Technologieoptimierung. Das Projekt wird im Rahmen des ZentralenInnovationsprogramms Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert und läuft bis Ende 2009. Eine Fortsetzung wurde vom Projektpartner bereits signalisiert. Solche Aufträge und Projekte sind nur möglich, wenn die verfügbare Technik immer wieder auf den neuesten Stand gebracht wird. So wurden aus den Mitteln für Hochschulinvestitionen des Europäischen Fonds für regio- PERSÖNLICH Neue Messtechniken auf Grundlage der Infrarotstrahlung Prof. Dr. Klaus-Peter Möllmanns Forschungsgebiete sind Mikrotechnologie, Mess- und Infrarottechnik Prof. Möllmann mit Studenten im Reinraum der Mikrosystemtechnik. Foto: FB Technik Prof. Dr. Klaus-Peter Möllmann bei einem Fachvortrag auf der „InfraMation“ 2009 in Las Vegas (USA). Foto: Pinno, Montage: Parsch nale Entwicklung (EFRE) ein Zusatzgerät zum Rasterelektronenmikroskop und ein neues digitales optisches Mikroskop angeschafft sowie mit Geld aus dem Konjunkturpaket II die neueste Software für das Infrarotspektrometer und andere Ergänzungen der Laborausstattung besorgt. Die verbesserte Ausstattung muss jedoch auch in Betrieb genommen werden, die Wissenschaftler müssen Kompetenz an den hochkomplexen Geräten entwickeln, bevor sie sie in Projekten einsetzen können, gibt Prof. Möllmann zu bedenken. Für das 1. Halbjahr 2010 ist ein Projekt auf dem Gebiet der Mikromechanik-Technologie mit mehreren Unternehmen aus dem Raum Berlin geplant. Die Fortsetzung der Zusammenarbeit in der Technologieentwicklung und begleitenden Messtechnik mit Firmen der Region im Bereich Photovoltaik befindet sich in der Planung. Den Vorteil der Forschungsprofessur sieht Prof. Möllmann unter anderem darin, dass er nicht nur Forschungsprojekte managt, sondern auch selbst wieder in stärkerem Maße praktische Tätigkeiten ausüben kann: „Ich bin gerne auch mal Praktiker“. Davon profitieren sowohl seine Projektpartner als auch seine Studenten. Stefan Parsch _____________________________________ Prof. Dr. Klaus-Peter Möllmann: Telefon 03381/355-346 E-Mail moellmann@fh-brandenburg.de 25
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