Funktionsorientiertes Materialdesign für die Energiewende: Der direkte Weg von computergenerierten Materialarchitekturen zu funktionellen Prototypen - AK Werkstofftechnik

Beschreibung

Referent: Prof. Dr. Jan Torgersen

Moderne Fertigungstechnologien erlauben es am Computer generierte Materialarchitekturen durch digitale Prozesse direkt in physische Strukturen umzusetzen. Dies ermöglicht die Entwicklung neuartiger M/NEMS-Bauteile, die Abstimmung biologischer Grenzflächen zur Verbesserung des Knochenwachstums, sowie die Verringerung der Korrosion von Metalllegierungen. Neuartige Brennstoffzellen- und Elektrolyseurkomponenten für den wasserstoffbasierten Energiesektor sind ein weiteres vielversprechendes Gebiet für die Anwendung neuartiger Fertigungstechnologien.

In diesem Vortrag werden zwei Technologien vorgestellt, die für die Herstellung zukünftiger elektrochemische Energiewandler relevant sein werden: Dünnschichtverfahren und 3D Druck. Es wird gezeigt, wie mittels zweidimensionalen Atomlagen, Eigenspannungen und einstellbaren Legierungen bzw. Legierungsgradienten der Einsatz von Edelmetallen reduziert werden kann. Weiters wird eine Methode zum 3D Druck von leitfähigem amorphem Kohlenstoff vorgestellt, mit der Merkmale von Zentimeter- bis zur Nanometerebene in einem Bauteil hergestellt werden können. Erste Ergebnisse zu mechanischen und elektrischen Eigenschaften diese neuartigen Materialien werden präsentiert. In Zukunft dient diese Methode Bauteile kleiner und effizienter zu gestalten.

Jan Torgersen ist Leiter des Lehrstuhls für Werkstoffwissenschaften an der TUM School of Engineering and Design der Technischen Universität München (TUM) und das zugehörige Materialprüfungsamt für den Maschinenbau. Seine Gruppe beschäftigt sich mit der Entwicklung neuer Materialien und Prozesse für die effiziente Energiewandlung und -speicherung. Torgersen studierte Wirtschaftsingenieurwesen- Maschinenbau an der Technischen Universität Wien (TU Wien), wo er 2013 im Bereich der Materialwissenschaften promovierte. Nach seiner Zeit als Postdoc am Nanoscale Prototyping Laboratory (NPL) der Stanford Universität sowie mehrjähriger Tätigkeit als Professor für Maschinenbau an der Fakultät für Ingenieurswissenschaften der Norwegian University of Science and Technology wurde er im August 2022 an die TUM berufen.

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Vortragende

Prof. Dr. Jan Torgersen