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Dresdner und Karlsruher Forscher schmieden für 20 Millionen Euro Flüssigmetall-Allianz

Wissenschaftler forschen in Dresden an Flüssigmetall-Technologien. Abb.: Martin Lober, HZDR

Wissenschaftler forschen in Dresden an Flüssigmetall-Technologien. Abb.: Martin Lober, HZDR

Dresden/Karlsruhe, 25.6.2012. Flüssigmetalle sollen Solarkraftwerke künftig effizienter arbeiten lassen, aber auch die Gewinnung von Wasserstoff als Energieträger verbessern. Auch könnten Flüssigmetall-Batterien eine Schlüsselrolle bei der deutschen „Energiewende“ spielen und als preiswerte und große Energiespeicher in den Stromnetzen dienen. Um diese und ähnliche Projekte voranzutreiben, haben nun das „Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf“ (HZDR) und das „Karlsruher Institut für Technologie“ (KIT) eine mit 20 Millionen Euro dotierte Forschungsallianz geschmiedet. LIMTECH (Liquid Metal Technologies) ist für zunächst fünf Jahre konzipiert und wird je zur Hälfte durch die Helmholtz-Gemeinschaft und die beteiligten Forschungspartner finanziert.

In der Flüssigmetall-Technologie gehöre „die deutsche Forschung schon zur Weltspitze und wir haben vor, diese Position weiter auszubauen“, erklärte LIMTECH-Koordinator Dr. Gunter Gerbeth vom HZDR. Zu den Nahzielen der Allianz gehöre die Entwicklung neuer Messverfahren, um die Prozesssicherheit von Flüssigmetall-Technologien zu erhöhen.

Geschmolzene Zinnlegierungen als Wärmeträger für Solarthermie-Kraftwerke

Außerdem schwebe ihm der Einsatz flüssiger Zinnlegierungen in Solarthermie-Kraftwerken vor, wie sie in Spanien bereits im Einsatz sind und auch beim Desertec-Projekt in Afrika erprobt werden sollen, sagte Gerbeth. Dabei bündeln Spiegel die Sonnenwärme auf ein Rohr, durch das ein Wärmeträger fließt. Bisher sind das meist Öle oder Salzschmelzen, die maximal 500 Grad aushalten. Durch Flüssigmetalle könnte man diese Betriebstemperatur auf bis zu 1000 Grad steigern, so der Forscher.

Große Flüssigmetall-Batterien könnten Öko-Energie in Stromnetzen speichern

Eine andere, noch junge Entwicklung sind stationäre Flüssigmetall-Batterien, die sehr große Energiespeicher ermöglichen könnten. Diese werden für die deutsche „Energiewende“ gebraucht, um in den Stromnetzen die stark schwankende Einspeisung durch Windkraft- und Solarparks auszugleichen. „Vieles deutet darauf hin, dass diese Batterien deutlich preiswerter herstellbar wären als heutige Lithium-Ionen-Batterien“, betonte Gerbeth.

Das Rossendorfer Forschungszentrum beschäftigt sich bereits seit geraumer Zeit zum Beispiel mit chaotischen Wirbelprozessen in Flüssigmetallschmelzen. Auch konstruiert das HZDR an einem Flüssigmetall-Großforschungsgerät, das die Prozesse im Erdkern und im Innern von Exoplaneten simulieren soll (Der Oiger berichtete).

Flüssige Metalle – eingesetzt wird dabei zum Beispiel Natrium – sind zwar in technischen Prozessen noch schwer zu beherrschen, bieten aber viele Vorteile. Zum Beispiel haben sie laut HZDR-Angaben eine 50- bis 100-mal so große Wärmeleitfähigkeit wie Wasser. Da bei höheren Temperaturen operierend, können Flüssigmetall-Kühlungen auch thermodynamisch effizienter arbeiten. Darüber hinaus werden Flüssigmetalltechnologien zum Beispiel beim Guss von Leichtbau-Werkstoffen und der Gewinnung von Elektronik- und Photovoltaik-Silizium wichtig. Heiko Weckbrodt

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