2021-07-01  –  2024-06-30

134.867,55 EUR

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University, Aachen, Nordrhein-Westfalen

03EN2018C

Energiesparende Industrieverfahren - Elektrotechnik [EA3253]

01193788/1  –  LeitGraph

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)

Energie

Ziel des Vorhabens LeitGraph ist die Entwicklung eines auf Graphen basierenden Leiterwerkstoffs mit einer elektrischen Leitfähigkeit > 40 MS/m als Ersatzwerkstoff für Metalle in Leiteranwendungen. Trotz der sehr hohen Ladungsträgermobilität des Graphens wird die elektrische Leitfähigkeit bisher durch die geringe Ladungsträgerdichte begrenzt. Diese soll im Rahmen des Vorhabens durch Dotierung signifikant angehoben werden. Ein weiteres Ziel von LeitGraph ist das Temperaturniveau der finalen Wärmebehandlung für Graphen von 3000°C auf weniger als 2000°C zu reduzieren. Die Qualität der Ausheilung von Defekten im Graphen soll durch die Temperaturreduktion nicht beeinträchtigt werden. Dies kann durch Interkalation von Substanzen erreicht werden, die die Bildung der Hexagone im Graphen katalysieren. Das Projekt wird entsprechend der Arbeitsschwerpunkte in die Arbeitspakete Simulation, Herstellung und Konditionierung von oberflächenmodifiziertem Graphen, Faserherstellung und Thermische Be-handlung aufgeteilt. Werden die Projektziele erreicht, ergibt sich ein großer Hebel zur Energieeinsparung. Bei Industriemo-toren werden durch die auf Graphen basierenden Leiterwerkstoffe, bei 4% Effizienzsteigerung und einer angenommenen Marktdurchdringung von 25%, 1,55 TWh/a eingespart. Bei Stromleitung lassen sich die Netzverluste reduzieren, wenn der Leitungswiderstand halbiert wird. Bei Umrüstung von 20% der Leitungen (Die Masten können weiter genutzt werden, da die Umrüstung auf Graphenleiter gewichts-neutral ist.) können 0,560 TWh/a eingespart werden.