Duisburg Dr. Marco Grundler und Paul Stannek vom ZBT freuten sich über die Auszeichnung "GVT-Projekt des Jahres 2023". Sie entwickelten gemeinsam mit Forschern der Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) Wärmeübertragerplatten aus graphitgefülltem Polymer für korrosive Umgebungen. Metallische Plattenwärmeübertrager leiten Wärme optimal, haben aber naturgemäß Nachteile in korrosiven Umgebungen. Reine Polymere halten den schwierigen Bedingungen stand, schwächeln aber beim Wärmetransport. Was wäre, wenn man Thermoplasten mit wärmeleitfähigen Graphitpartikeln füllen würde - ähnlich wie man es schon bei Bipolarplatten für Brennstoffzellen macht? Gute Idee, wie sich herausstellte: Die entwickelten hochgefüllten Wärmeüberträgerplatten mit einer Plattenstärke zwischen 0,5 mm und 2,5 mm haben eine bis zu 15-fach höhere Wärmeleitfähigkeit als Platten aus reinem Polymer. Die Wissenschaftler haben sich auch die Fertigungstechniken angeschaut: "Mit Extrusion und Prägung lassen sich nicht nur die gewünschten Eigenschaften erzeugen, so wird auch eine kostengünstige Herstellung möglich und der Einsatz in der Industrie wirtschaftlich realisierbar", erläuterte Dr. Marco Grundler, Gruppenleiter Compoundtechnik am ZBT. Wobei die Prägung den Eigenschaften der Platten noch mal einen Extra-Boost gibt. Sie bewirkt eine weitere Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit um 7 bis 20 Prozent im Vergleich zu den ungeprägten Platten. Bei geringen Plattendicken konnten so Wärmedurchgangskoeffizienten von bis zu 1850 W/m²K erzielt werden. Auch mit der mechanischen Stabilität ihrer Platten waren die Forscher zufrieden. "Unsere Platten sind so stabil, dass Prozessdrücke von mindestens 4,8 bar möglich sind", betonte Paul Stannek vom ZBT und führt das auf den Füllstoff und die Geometrie der Stützstellen zurück. Und Fouling-Versuche zeigten eine signifikant geringere Fouling-Anfälligkeit der entwickelten Materialien gegenüber dem Referenzmaterial Edelstahl. Grundlers Fazit: "Wir schätzen, dass der Einsatz unserer Wärmeübertrager im Vergleich zu den auf dem Markt vorhandenen Alternativen im Korrosions- und Hochtemperaturbereich zu Vorteilen im Hinblick auf die Investitions- sowie die Betriebskosten führen wird." Den Forschungsbeirat der Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik (GVT) hat das überzeugt. Er wählte das Projekt von Marco Grundler und Paul Stannek vom ZBT und Hendrik Kiepfer von der RPTU zum GVT-Projekt des Jahres 2023. Herzlichen Glückwunsch!