De VDI-society Materials Engineering (VDI-GME) en het VDI Technologie Centrum (VDI TZ) hebben samen de studie ‘Werkstoffinnovationen für nachhaltige Mobilität und Energieversorgung’ gepubliceerd. Het geeft een overzicht van de gerichte ontwikkeling van vernieuwende productiematerialen in Duitsland. De studie behandelt de gebieden energie en mobiliteit, omdat deze op dit moment een zeer grote economische en maatschappelijke betekenis hebben, terwijl de grondstoftechnologie hier een cruciaal element vormt.
Driekwart van de grootste twintig Duitse bedrijven beoordelen het grondstofonderzoek als zeer belangrijk voor hun toekomstige ontwikkelingen. “Materiaal innovaties zijn essentieel voor de productontwikkelingen van ondernemingen in de techniek”, zegt dr. ing. Hans-Jürgen Schäfer, manager bij VDI-GME. “Op plaatsen waar door nieuwe materialen en hun verbeterde grondstoftechniek producten kunnen veranderen of nieuwe productvarianten kunnen ontstaan, zullen deze innovaties belangrijk concurrentievoordeel voor onze ondernemingen genereren”.
Zeker twee derde van alle technische innovaties hangt nauw samen met de eigenschappen van de grondstoffen. Bijna alle takken van de industrie worden daarom nieuwe materialen ontwikkeld, om nieuwe en verbeterde producten te kunnen fabriceren.
Autofabrikanten moeten bijvoorbeeld hun doelstellingen aanpassen aan de richtlijnen van de politiek, die reductie van de CO2 emissie eist voor nieuwe voertuigen van 130 g/km in 2015 tot 95 g/km in 2020. “Andere eisen met betrekking tot hoge veiligheid, hoog comfort, goede rijprestaties en lage gebruikskosten in combinatie met lage productiekosten en aanvullende maatregelen voor de CO2 reductie moeten op één lijn worden gebracht. Dat vormt materieel-technische gezien een hele uitdaging”, zegt Schäfer.
Nieuwe productiematerialen energievoorziening
Ook de aanpassing van de energievoorziening vraagt om nieuwe materialen, omdat de bestaande systeemcomponenten niet kunnen voldoen aan de toekomstige eisen. De studie maakt duidelijk, dat op de langere termijn de ontwikkelingen van innovatieve materialen en concepten voor anorganische zonnecellen, kleurstof zonnecellen en organische dan wel polymere zonnecellen noodzakelijk zijn, om een duidelijke verlaging van de kosten voor zonnestroom en een verhoging van het rendement te bereiken.
Om de concurrentiepositie van de windturbines vast te houden of te verbeteren, moeten nieuwe productie technische methodes worden ontwikkeld om het overgaan van glasvezelversterkte op koolstofvezelversterkte kunststoffen mogelijk te maken.
Uitdagingen gaan nog verder: fabrieksinstallaties moeten worden aangepast aan de productie van multi materiaalsystemen, nieuwe methodes voor kwaliteitsbewaking moeten worden ingevoerd en vraagstukken over de juiste recycling van de gebruikte materialen moeten al in de ontwikkelingsfase in acht worden genomen.
De volledige studie ‘Werkstoffinnovationen für nachhaltige Mobilität und Energieversorgung’ omvat een totaal van 290 pagina’s en kan gratis worden gedownload.
