Abteilung Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe

Die Festkörper mit faszinierenden Eigenschaften haben unter anderem eine geringe Dichte sowie eine hohe innere Oberfläche. Sie perfektionieren ihre Besonderheit durch eine hohe Schallabsorption und extrem hohe Wärmedämmung. Aerogele sind sehr flexibel einsetzbar.
Um dies zu gewährleisten, können sie sowohl spröde wie Keramik aber auch flexibel und elastisch wie Gummi sein. Je nach Ausgangswerkstoff liegt ihre Einsatztemperatur zwischen ca. -200 °C und ca. +1400 °C. Der Werkstoff ist darüber hinaus funktionalisierbar. Somit können Aerogele hydrophil oder hydrophob sein, aber ebenso elektrisch leitfähig gemacht werden. Des Weiteren können sie transparent sein.

Forschungsfokus und Einsatzgebiete

Der Forschungsfokus der Abteilung liegt auf einer anwendungsorientierten Optimierung der Materialeigenschaften. Passgenau können die Aerogele den Anwendungsanforderungen entsprechend mit weiteren Werkstoffen kombiniert werden. Aufgrund der einzigartigen Kombination von Werkstoffeigenschaften sind die Einsatzmöglichkeiten sehr vielfältig, so dass Themen aus den Forschungsbereichen Verkehr und Energie, aber auch Luft- und Raumfahrt des DLR adressiert werden. Zudem widmet man sich der Digitalisierung, numerischen Simulation, sowie der Anwendung von Methoden künstlicher Intelligenz, um Konzepte des digitalen Zwillings zu realisieren, die Werkstoffentwicklung zu beschleunigen und auf die Bedürfnisse einer Industrie 4.0 anzupassen.

Mögliche Einsatzgebiete für Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe sind:

• Thermische Isolation im Bereich von bis zu 1400°C (THEA, ISBA, ProFibA, u.a.)
• Thermalschutz im Antriebsstrang von stationären, semistationären und nicht-stationären Systemen
• Thermalschutzsysteme für Raumfahrzeuge
• Thermische Isolation im kryogenen Bereich (HyTaZer, ISBA, u.a.)
• Tankisolationen für LH2, LOX, LNG
• Leichtbau im Verkehr (FFAE, THEA)
• Crashabsorber (FFAE)
• Verbesserung des Kabinenkomforts
• Akustische und thermische Isolationen in Fahrzeugkabinen (Multikabin)
• Selektiven Adsorption von Luftschadstoffen oder Feuchtigkeit
• Aktivmaterialien in elektrochemischen Speichern (div. PD-E, Kolibri, Alteva, u.a.)
• Elektrochemische Separatoren (FiSBatt)
• Photokatalytisch aktive Materialien zur Wasserstofferzeugung und darüber hinaus zur Ammoniaksynthese (DFG)
• Leichtbau mit Funktion aus nachhaltigen Rohstoffen (Altholz, Biobased Value Circle, Pisa, Chiara, …)
• Rapid Materials Development
• Digitalisierung (GelSus)
• Skalierung (ZAIT)