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Technologietransfer

Transfer in die Praxis

SprengstoffdetektorInnerhalb von Sekunden kann anhand dieses Sprengstoffdetektors festgestellt werden, ob Flüssigkeiten in harmlos aussehenden Flaschen Sprengstoff enthalten. Eine Erfindung aus Jülich, die insbesondere für Flughäfen interessant ist.
Copyright: Forschungszentrum Jülich

Jülicher Wissenschaftler liefern grundlegende Forschungsergebnisse, entwickeln zukunftsträchtige Technologien und neue Werkstoffe. Daraus entstehen Produkte für den internationalen Markt, aber auch Dienstleistungen für Forschung und Industrie. Dazu gehört der Bau von Spezialgeräten für die Neutronenforschung am Standort München oder Oak Ridge ebenso wie die Entwicklung von medizinischen Geräten mit bisher unerreichter Leistung gemeinsam mit Industriepartnern. Aber auch das Bereitstellen von Rechenzeit für externe Arbeitsgruppen auf einem der Jülicher Supercomputer zählt dazu.

Das Forschungszentrum sieht sich der Politik, der Wirtschaft und der Öffentlichkeit verpflichtet. Auf Basis des Know-hows werden Unternehmen gegründet, die mit ihren innovativen Anwendungen Industrie und Gesellschaft nutzen. So werden Grundlagenforschung und Technologieentwicklung wirkungsvoll miteinander verknüpft, was auch wieder zu einem Erkenntnisgewinn für die Forschung führen kann. Die Aktivitäten lassen sich unter anderem in der Anzahl der Patentanmeldungen und Lizenzverträge messen.

Geschäftsbereich Drittmittel und Technologie-Transfer

Technologieangebote des Forschungszentrums (Geschäftsbereich Technologietransfer)

Praxisbeispiel: Start-up für die Entwicklung von Brennstoffzellen

Brennstoffzellenstapel können als Kraft-Wärme-Anlagen Wohnhäuser heizen oder Autos effizient, abgasfrei und geräuschlos mit Wasserstoff antreiben. Sie sind auch der Antrieb für Wissenschaftler des Jülicher Instituts für Energie- und Klima­forschung (IEK), ein Unternehmen zu gründen. Unabhängig davon haben sie die Daimler AG und die Firma Mann+Hummel dazu angestoßen, sich mit Jülicher Atmosphärenforschern zusammenzutun.

Beim Toyota Mirai – dem ersten Brennstoffzellen-Serienauto der Welt – besteht der mechanische Hauptbestandteil der Brennstoffzelle aus einer beschichteten metallischen Platte, die Reaktionsgase und Kühlmedien voneinander trennt. Gleichzeitig führt diese sogenannte Bipolarplatte den Strom ab und muss daher gut elektrisch leiten. Als Beschichtungsmaterial wird derzeit beispielsweise Gold verwendet.

Das Gold schützt die Platte davor, in der feuchten, sauren und zwischen 70 und 90 Grad Celsius heißen Umgebung zu schnell zu rosten. Eine vergoldete Metallplatte aber ist teuer – und man braucht mehr als 300 davon, um ein Auto anzutreiben. Daher wird bislang meistens auf eine deutlich günstigere, aber zugleich auch schwerere Alternative gesetzt: Bipolarplatten aus Graphit oder Graphit-Kunststoff-Mischungen.

Andreas Schulze Lohoff, Klaus Wedlich und Vitali Weißbecker in der LaborhalleUnternehmerisches Potential: Andreas Schulze Lohoff, Klaus Wedlich und Vitali Weißbecker (v.l.n.r.)
Copyright: Forschungszentrum Jülich

Vitali Weißbecker untersuchte 2012 während seiner Doktorarbeit am IEK verschiedene Beschichtungen für Bipolarplatten. Mehr nebenbei entdeckte er eine Kohlenstoffverbindung, die am Markt noch nicht existierte. Sein Doktorvater Prof. Werner Lehnert erkannte deren Potenzial zum kostengünstigen Schutz für metallische und daher leichte Bipolarplatten. Er informierte sich beim Geschäftsbereich Drittmittel und Technologietransfer über die Verwertungs­möglichkeiten.

Das Resultat: Der Geschäftsbereich finanzierte für ein halbes Jahr Weißbeckers Stelle, damit dieser die Beschichtung näher charakterisieren konnte – eine Voraussetzung für eine erfolgreiche Patentanmeldung. Diese erfolgte 2014. Auch durch den Kontakt mit Andrea Mahr vom Technologietransfer kam Weißbecker auf die Idee, die Beschichtung in einem neuen Unternehmen zu vermarkten.

Unternehmerisches Potenzial überzeugt

2015 finanzierte der Bereich Technologietransfer wiederum Weißbeckers Stelle. Denn: "Wir sind sowohl von der Technologie überzeugt als auch von Herrn Weißbeckers Engagement und unternehmerischem Potenzial", sagt Mahr. "Die Zeit hat er mit unserer Unterstützung genutzt, um ein Geschäftsmodell zu entwickeln, an Gründungswettbewerben teilzunehmen und sich beim Bundes­wirtschafts­ministerium um eine Förderung aus dem EXIST-Forschungstransfer zu bewerben."

Mit großen Erfolgen: Weißbecker und sein Kollege Andreas Schulze Lohoff vom IEK siegten beim Gründungswettbewerb AC2. "Wichtiger als die 10.000 Euro Preisgeld waren viele neue Kontakte und die fruchtbaren Gespräche mit Unternehmern und Beratern", sagt Weißbecker. Und der EXIST-Forschungstransfer finanziert ihm seit Anfang 2016 für 18 Monate vier Stellen und Sachmittel. Gründen Weißbecker und seine drei Kollegen bis Mitte 2017 ein Unternehmen, beginnt die zweite EXIST-Förderphase, in der noch weitere Sachmittel finanziert werden.

Läuft alles nach Plan, bedeutet das: Ein 85-Kilowatt-Brennstoffzellenstapel in einem Auto wird nicht mehr 150 Kilogramm wiegen – wie beim Einsatz von Graphit-Bipolarplatten –, sondern nur noch 50. Dadurch wiederum wird das umweltfreundliche Auto leichter, sparsamer und müsste seltener mit Wasserstoff aufgetankt werden.

Schadgase setzen Brennstoffzellen zu

Je mehr Autos mit Brennstoffzellenantrieb künftig auf Deutschlands Straßen unterwegs sind, umso weniger Schadgase sind in der Umgebungsluft. Schadgase beeinträchtigen nicht nur die Gesundheit, sondern auch die Brennstoffzellen. Welche Filter deshalb künftig in Autos eingebaut werden müssen und wie Brennstoffzellen trotz Belastung mit Luftschadstoffen leistungsfähig bleiben, untersuchen das Duisburger Zentrum für Brennstoffzellentechnik, das Unternehmen Mann+Hummel, die Daimler AG und das Forschungszentrum Jülich.

Für das gemeinsame Projekt namens ALASKA, gefördert vom Bundes­wirtschafts­ministerium, sind die Jülicher Atmosphärenforscher vom IEK mit ihrem Messfahrzeug im Jahr 2015 rund 20-mal eine 350 Kilometer lange Strecke durch Nordrhein-Westfalen abgefahren – durch Tunnel, über Nebenstraßen und volle Hauptstraßen. Sie haben dabei etwa alle drei Sekunden unter anderem die Stickoxid-und Kohlenmonoxid-Konzentrationen erfasst. "Zwar werden Schadgase auch von Umweltstationen gemessen, doch dabei handelt es sich um Stunden-Mittelwerte. Wir müssen jedoch auch die kurzfristigen Spitzenwerte kennen, denn bei einigen Gasen sind sie für die Belastung der Brennstoffzellen entscheidend", sagt Dr. Dieter Klemp vom IEK.

Bislang gibt es keine umfassenden Untersuchungen zu den Schadstoff­konzentrationen auf deutschen Straßen, die sowohl die Dauer­belastungen als auch die Spitzenwerte beschreiben.

"In den kommenden Monaten werden wir ein neues mobiles Messlabor in Betrieb nehmen, das auch Ammoniak erfasst – ein Gas, das für Brennstoffzellen besonders schädlich ist", sagt Klemps Kollege Dr. Christian Ehlers. Die Projektpartner können dann ihre Filter und Brennstoffzellen so auslegen, dass sie mit den realen Belastungen durch Schadstoffe gut umgehen können. Das wird der umweltfreundlichen und energieeffizienten Technologie möglicherweise zum Durchbruch verhelfen.

aus dem Jahresbericht 2015

Zusatzinformationen

Patente und Lizenzen

Übersicht der Schutzrechte des Forschungszentrums (Jahresbericht 2015)


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