Die Erzeugung von Druckluft spielt eine entscheidende Rolle in den Produktionsprozessen vieler Branchen, darunter auch Hightech-Bäckereien. Laut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) entfällt rund 10% des industriellen Stromverbrauchs auf die Erzeugung von Druckluft. In diesem Zusammenhang konnte ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Rainer Adelung ein neuartiges Verfahren entwickeln, das auf der diesjährigen Hannover Messe präsentiert wurde. Es handelt sich um einen pneumatischen Kolben, der eine energieeffiziente, zuverlässige und verschleißarme Methode zur Druckluft-Erzeugung darstellt. Die Innovation könnte weitreichende Auswirkungen auf die Industrie haben.
Das Besondere an diesem neuen Verfahren ist die Fähigkeit, Druckluft direkt im Kolben zu erzeugen. Dies geschieht durch das Anlegen einer elektrischen Spannung, wodurch auf Kompressoren, Schläuche oder Ventile verzichtet werden kann. Die Grundlage dieser Technologie bildet das Nanomaterial Aerographit, das durch dünne Kohlenstoff-Verstrebungen charakterisiert ist und zu 99,9% aus Luft besteht. Dieses Material ist nicht nur extrem leicht – ein quaderförmiger Block in der Größe eines Pkw wiegt weniger als 3 Kilogramm – sondern es leitet auch elektrischen Strom und kann sehr schnell auf hohe Temperaturen reagieren.
Technologie und Nachhaltigkeit
Der Prozess der Drucklufterzeugung durch Aerographit ermöglicht Temperaturerhöhungen von mehreren hundert Grad in Bruchteilen einer Sekunde. Diese Technologie ist in der Lage, mehrere hunderttausend Druckstöße wiederholt ohne Schäden am Aerographit durchzuführen. Für die Industrie könnte dies eine radikale Vereinfachung und Kostensenkung bei der Konstruktion von Greifarmen und Fertigungsstraßen bedeuten. Zudem ist geplant, ein Start-Up zur Weiterentwicklung dieser Technologie zu gründen, wobei bereits erste Investoren gefunden wurden.
Im Hinblick auf die globalen Herausforderungen, einschließlich der Ressourcenverknappung und der Notwendigkeit, CO2-Emissionen zu reduzieren, ist die Entwicklung neuer Technologien von zentraler Bedeutung. Der weltweite Primärenergiebedarf steigt jährlich, während gleichzeitig umweltpolitische Aspekte und der Klimawandel begegnet werden müssen. Die Drucklufttechnologie, die sich als eine weit verbreitete Querschnittstechnologie in verschiedenen Industrien etabliert hat, ist ein Schlüssel zu einer sozial, ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Zukunft. Effiziente Lösungen zur Drucklufterzeugung könnten dazu beitragen, den fossilen Primärenergiebedarf erheblich zu senken und somit die Umweltbelastungen zu reduzieren, die vor allem durch die Verbrennung fossiler Energieträger entstehen, erläutert eine Studie zur Energieeffizienz in der industriellen Drucklufterzeugung.
Zukünftige Anwendungen
Die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten der neuen Drucklufterzeugung basieren nicht nur auf der Verbesserung der Produktionseffizienz. Auch innovative Produkte wie neuartige Lautsprecher könnten aus der Nutzung dieser Technologie hervorgehen, die in Hörgeräte integriert werden könnten. Dies zeigt die weitreichenden Potenziale, die das Aerographit und die damit verbundene Drucklufttechnologie bieten. Die Perspektiven dieser Forschung stehen somit nicht nur für eine revolutionäre Industrieentwicklung, sondern auch für eine nachhaltige Zukunft mit weniger CO2-Emissionen und einer verringerten Abhängigkeit von traditionellen Energiequellen.
Mehr Informationen zu den Herausforderungen und Lösungen im Bereich der industriellen Drucklufterzeugung finden Sie in detaillierten Studien und Berichten: TU Prints sowie auf der Webseite der TU Darmstadt.
Zusammengefasst zeigt die Forschung, dass die gemeinsame Bearbeitung von energieeffizienten Technologien und ihre Umsetzung in der Industrie entscheidend für eine nachhaltige Entwicklung sind. Dies wird die Art und Weise, wie Druckluft erzeugt wird, revolutionieren und könnte als Modell für andere industriellen Prozesse dienen.