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© Gas- und Wärme-Institut Essen e. V.
06.12.2022

Neues Projekt: Einfluss von Wasserstoff bei der Herstellung und Verarbeitung von Sekundäraluminium

Aluminium zählt mit seinen zahllosen Einsatzgebieten neben Eisen und Stahl industriell zu den wichtigsten metallischen Werkstoffen. Typische Einsatzgebiete sind die Fahrzeug- und die Verpackungsindustrie, aber auch der klassische Maschinen- und Gebäudebau. Das übergeordnete Ziel des Projekts H2-Alu ist die Senkung der CO2-Emissionen während der Herstellung und der Verarbeitung von Sekundäraluminium, bei denen Aluminiumschrotte wieder eingeschmolzen und zu Aluminiumprodukten verarbeitet werden.

Durch den kombinierten Einsatz von grünem Wasserstoff als Ersatz für das bislang vielerorts eingesetzte Erdgas und der Sauerstoff-Anreicherung in der Verbrennungsluft eines Schmelzofens soll dieses Ziel erreicht werden. Um dieses Ziel zu erreichen, haben sich der Profilhersteller HMT Höfer Metalltechnik (HMT), das Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. und die Universität Magdeburg in einem ersten großen Projekt zusammengeschlossen. Insbesondere vor dem Hintergrund der aktuellen Energiepreisentwicklung wächst die Dringlichkeit für die Entwicklung und Verfügbarkeit innovativer, robuster und effizienter technologischer Alternativen zum Status quo.

Bislang sind Aluminium-Schmelzöfen für den Einsatz fossiler Brennstoffe ausgelegt, um die erforderliche Prozesswärme zu erzeugen. Das alternative Einschmelzen mit Hilfe elektrischer Schmelzaggregate ist in der vorgesehenen Größenordnung mit hohen Kosten verbunden und weist zudem hohe Qualitätsanforderungen an die einsetzbaren Schrotte auf, welche von einem Großteil des verfügbaren Sekundärmaterials nicht erfüllt werden können. Ein weiterer wichtiger Aspekt im Zusammenspiel zwischen Aluminium und Wasserstoff ist deren grundlegend bekannte Wechselwirkung, welche nachteilige Auswirkungen auf die Qualität der zu fertigenden Gussteile haben kann. Aus diesem Grund liegt einer der Projektschwerpunkte auf der Untersuchung, ob die geplante Wasserstoff-Zumischung im Brenngas eine Beeinträchtigung der Schmelze- und Gussteilqualität zur Folge hat. Die zentralen Fragen umfassen neben der Analyse der auftretenden Auswirkungen auf die Produktqualität auch die Entwicklung von Kompensationsmaßnahmen zur Erhaltung der derzeit erzielbaren hohen Aluminiumqualitäten. Dazu sollen werkstoffwissenschaftliche Grundlagenuntersuchungen entlang einer realen Herstellungskette für Sekundär-Aluminiumprodukte anhand umfassender Analysen durchgeführt werden. Ein zu entwickelndes Simulationswerkzeug soll den Wasserstoffeinfluss auf den Werkstoff Aluminium während des Herstellungsprozesses berücksichtigen und die Auswirkungen prognostizieren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert H2-Alu im Rahmen der Fördermaßnahme KlimPro unter dem Förderkennzeichen 01LJ2106A - C. Projektträger ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt.

Ansprechpartnerin:
Dr. Anne Giese
Gas- und Wärme-Institut Essen e. V.
Hafenstr. 101
45356 Essen

Tel.: 0201 3618-257
E-Mail: anne.giese@gwi-essen.de

Schlagworte

AluminiumEisenForschungGussGussteileSchmelzenSimulationStahlWerkstoffe

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