Funktionelle Beschichtungen

Funktionelle Beschichtungen spielen eine zentrale Rolle bei der Energieumwandlung und -speicherung. Ob in der Solartechnologie oder bei Wasserstoffanwendungen – funktionelle Beschichtungen ermöglichen effizientere, nachhaltigere Systeme und zukunftsweisende Technologien. Das AIT Austrian Institute of Technology entwickelt modernste Beschichtungen und Herstellungsverfahren, die Unternehmen bedeutende Wettbewerbsvorteile sichern, unter anderem in den Bereichen:

• Erneuerbarer Wasserstoff
• Photovoltaik
• Optoelektronik, v.a. Transparente Elektroden
  • Effizienzsteigerung: Katalytisch aktive Beschichtungen für verbesserte Effizienz und/ oder Lebensdauer.
  • Korrosionsschutz: Schutzschichten gegen Degradation von Elektroden und Elektrolyseuren.
  • Kostenreduktion: über den Ersatz teurer Edelmetalle durch günstigere Materialien.

Forschung, Entwicklung und Innovation (FE&I) sind in diesen Bereichen dringend erforderlich, um unter anderem die Performance und Haltbarkeit der Technologien zu verbessern und bspw. die Kosten für erneuerbaren Wasserstoff auf dem Markt zu senken. 

Das AIT bietet in diesen Bereichen technologische Lösungen und innovative Verfahren basierend auf nachhaltigen, kostengünstigen Materialien, um die Leistung von Komponenten zu maximieren und die Produktionskosten zu reduzieren.

Funktionelle Beschichtungen für die Erzeugung, Speicherung und Konvertierung von erneuerbarem Wasserstoff

Entlang der Wertschöpfungskette Erzeugung, Speicherung und Konvertierung (zu Derivaten wie Synthesegas, Ammoniak oder Methanol: „Power-to-Gas/Liquid“) gibt es aktuell eine Vielzahl von Herausforderungen, um die Wettbewerbsfähigkeit von erneuerbarem Wasserstoff zu verbessern. 

Das AIT entwickelt hierzu funktionellen Beschichtungen basierend auf innovativen nachhaltigen und kostengünstigen Materialien bzw. Materialsystemen, insbesondere in den Bereichen:

Erzeugung:

• Effizienzsteigerung: Katalytisch aktive Beschichtungen für verbesserte Effizienz und/ oder Lebensdauer.
• Korrosionsschutz: Schutzschichten gegen Degradation von Elektroden und Elektrolyseuren.
• Kostenreduktion: über den Ersatz teurer Edelmetalle durch günstigere Materialien.

Speicherung: 

• Erhöhte Speicherdichten und/ oder Sicherheit durch Schutzschichten oder innovative Speichermaterialien

Konvertierung:

• Direkte Nutzung: Beschichtungen für verbesserte Effizienz und/ oder Lebensdauer von Brennstoffzellen.
• Derivate (Ammoniak, Methanol): Ammoniak und Methanol haben eine höhere Energiedichte und können leichter transportiert werden als reiner Wasserstoff. Ammoniak kann als emissionsfreier Brennstoff oder Düngemittel verwendet werden, während Methanol ein vielseitiger Chemierohstoff ist und direkt als Kraftstoff eingesetzt werden kann.
• CCU-Integration:  CO₂ aus industriellen Prozessen wird als Rohstoff für Methanol genutzt, was den Kohlenstoffkreislauf schließt und die Nettoemissionen reduziert. Die Synthese von Methanol aus CO₂ und grünem Wasserstoff unterstützt die Dekarbonisierung der chemischen Industrie.

Funktionelle Beschichtungen für die Photovoltaik

Das AIT bietet in diesen Bereichen technologische Lösungen und innovative Verfahren basierend auf nachhaltigen, kostengünstigen Materialien, unter anderem zu Verbesserung der Effizienz, Erhöhung der Lebensdauer und Senkung der Wartungskosten von PV-Modulen.

Funktionelle Beschichtungen für die Optoelektronik

Transparente Elektroden: Mehr als nur ITO

Das AIT bietet in diesen Bereichen technologische Lösungen und innovative Verfahren basierend auf nachhaltigen, kostengünstigen Materialien, und hat hier bspw. transparente Elektroden entwickelt, die das traditionelle ITO (Indium-Zinn-Oxid) ersetzen oder in einigen Anwendungen sogar übertreffen können. Diese innovativen Elektroden bestehen bspw. aus einer Kombination von:

• Ultradünnen Metallen
• Dielektrika

Technische Eigenschaften der Elektroden

Die Elektroden zeigen auf flexiblen PET-Substraten außergewöhnliche Leistungen:

• 85 % durchschnittliche sichtbare Transparenz
• Schichtwiderstand von nur 5 Ω/sq

Anwendungsbereiche der transparenten Elektroden

• Transparente Heizungen
• Optoelektronik
• Flexible elektronische Komponenten

Durch diese fortschrittlichen Eigenschaften eröffnen sich zahlreiche neue Möglichkeiten für Anwendungen in unterschiedlichen Industrien.

AIT: Umfassende Dienstleistungen für funktionelle Beschichtungen

Das AIT bietet maßgeschneiderte Lösungen für Unternehmen, die von innovativen Technologien profitieren möchten. Die wichtigsten Dienstleistungen umfassen:

1. Entwicklungsdienstleistungen für die Wasserstofftechnologie im Bereich der Energieversorgungsysteme

• Entwicklung nachhaltiger und wirtschaftlicher Materialien, Beschichtungen und Laborzellen für
  • Festkörperelektrolyt-basierte Elektrolyse- und Brennstoffzellen-Technologien (AEM, PEM und SOEC)
  • alternative erneuerbare Umwandlungstechnologien, z.B. photo-elektrochemische, photo-chemische und photovoltaische Umwandlungstechnologien
  • innovative Wasserstoff-Speichertechnologien, z.B. Metallhydrid- und LOHC-basierte Verfahren
• Charakterisierung, Evaluierung und Modellierung von physikalischen, (elektro-)chemischen und elektrischen Eigenschaften zur Bewertung und Verbesserung von Materialien und Komponenten in den oben genannten Technologien
• Entwicklung und Einsatz digitaler, AI-basierter Methoden für die beschleunigte Materialentwicklung und Charakterisierung im Bereich der oben genannten Technologien und Methoden

(Feldtest-)Monitoring von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen im Labormaßstab 

2. Entwicklungsdienstleistungen für die Wasserstofftechnologie im Bereich der industriellen Prozesse

• Entwicklung nachhaltiger und wirtschaftlicher Materialien und Beschichtungen für Komponenten von
  • P2X-Technologien: Power-to-Gas, Power-to-Fuel und Power-to-Chemicals, z.B. Katalysatoren für die Produktion von nachhaltigem, synthetischen Synthesegas, Ethen, etc.
  • Hoch-Temperatur (Ko-)Elektrolyse-Technologien (SOEC)
  • Technologien für die Herstellung von Wasserstoff aus biogenen Quellen
• Charakterisierung, Evaluierung und Modellierung von physikalischen und (elektro-)chemischen und elektrischen Eigenschaften zur Bewertung und Verbesserung von Materialien und Komponenten in den oben genannten Technologien
• Entwicklung und Einsatz digitaler, AI-basierter Methoden für die beschleunigte Materialentwicklung und Charakterisierung im Bereich der oben genannten Technologien und Methoden
• Prozess- und Prototypen-Entwicklung inklusive Monitoring in Feldtests

3.Entwicklungsdienstleistungen für die Photovoltaik und Optoelektronik

• Entwicklung nachhaltiger und wirtschaftlicher Materialien, Beschichtungen und Laborzellen für
  • Innovative PV-Technologie wie Perowskit oder Tandem-Solarzellen
  • Transparente Elektroden
• Charakterisierung, Evaluierung und Modellierung von physikalischen, optischen und elektrischen Eigenschaften zur Bewertung und Verbesserung von Materialien und Komponenten in den oben genannten Technologien
• Entwicklung und Einsatz digitaler, AI-basierter Methoden für die beschleunigte Materialentwicklung und Charakterisierung im Bereich der oben genannten Technologien und Methoden

Vorteile der AIT-Lösungen für funktionale Schichten

Unternehmen, die auf die Technologien des AIT setzen, profitieren von zahlreichen Vorteilen:

• Produkte mit erweiterten Funktionalitäten
• Höchste Leistungsfähigkeit von Komponenten
• Reduzierte Umweltbelastung durch nachhaltigere Materialien und optimierte Prozesse
• Kosteneffizienz durch innovative Herstellungsverfahren

Dank der Vielseitigkeit und Flexibilität der entwickelten Schichten lassen sich die Eigenschaften individuell anpassen, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.

Funktionale Schichten: Schlüssel zur nachhaltigen Zukunft

Funktionale Schichten sind unverzichtbar für die Entwicklung moderner Energiesysteme. Sie ermöglichen:

• Effiziente Nutzung erneuerbarer Energien
• Fortschrittliche Wasserstofftechnologien
• Nachhaltige Lösungen für verschiedene Industriebereiche

Das AIT unterstützt Unternehmen bei der Entwicklung und Umsetzung dieser Technologien, um eine nachhaltige und wettbewerbsfähige Zukunft zu sichern.

Funktionale Schichten spielen eine entscheidende Rolle in der Solartechnologie und bei Wasserstoffanwendungen. Durch innovative Beschichtungen und optimierte Herstellungsverfahren bietet das AIT zukunftsweisende Lösungen für die Energieumwandlung und -speicherung.

Unternehmen profitieren von maßgeschneiderten Technologien, die höchste Effizienz, Kosteneinsparungen und Nachhaltigkeit gewährleisten. Mit diesen Technologien trägt das AIT dazu bei, die Energieversorgung der Zukunft sicherzustellen.