Technische Keramik

Neue Hochtemperatur-Supraleiter

 Magnesiumdiborid, MgB2, ist eine der aussichtsreichsten Neuentwicklungen zur widerstandslosen Stromleitung. MgB2 ist ein Supraleiter, also ein Werkstoff, der unterhalb einer bestimmten Temperatur den elektrischen Widerstand vollständig verliert. Supraleiter finden zum Beispiel in der Medizintechnik für die Herstellung besonders leistungsstarker Magnete Verwendung. Sie sind das Herzstück moderner Magnetresonanz- (MRT) bzw. Kernspintomographen.


Die Kernspintomographie ist als bildgebende Methode ohne potenziell schädliche ionisierende Strahlung ein wichtiger Bestandteil der modernen medizinischen Diagnostik. Sie liefert sehr genaue und differenzierte Darstellungen aller Körpergewebe und damit wertvolle Informationen zur Beurteilung von Organen, Knorpeln und Bandscheiben.

 

Bild rechts: MRT-Aufnahme eines Risses des Innenmeniskus im linken Knie

  

Moderne MgB2-Supraleiterwerkstoffe von H.C. Starck weisen ausgezeichnete anwendungstechnische Eigenschaften auf, welche die Entwicklung noch leistungsfähigerer MRT erlauben. Weil MgB2-Werkstoffe bei deutlich höherer Temperatur betrieben werden können als herkömmliche Supraleiter, sind zudem Steigerungen der Energieeffizienz, deutliche Energieeinsparungen und eine weitgehende Unabhängigkeit von verknappendem, tiefkaltem flüssigem Helium möglich.

Mit dieser Innovation trägt H.C. Starck mit seinen Entwicklungspartnern dazu bei, eine erstklassige medizinische Versorgung zugänglich zu machen und finanzierbar zu halten.



Elektrolytgestützte SOFC Hochleistungszellen

Zusätzlich zu den bereits eingeführten elektrolytgestützten YSZ-basierten (Y2O3-stabilisiertes ZrO2) ESC2-Zellen hat H.C. Starck eine weitere Hochleistungszelle mit deutlich verbessertem Eigenschaftsprofil entwickelt. Die auf Ytterbiumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid (YbSZ, Yb2O3-stabilisiertes ZrO2) basierten ESC4-Zellen zeigen im Vergleich mit ESC2 eine bis zu 60% verbesserte elektrochemische Leistung. Zudem weisen sie höhere Festigkeiten auf als beispielsweise 8YSZ- oder Sc2O3/ZrO2-Elektrolyte.


Auch wegen der geringen Kosten ist die ESC4 daher die erste Wahl zur Verwendung in SOFCs mit Interkonnektoren aus ferritischen Stählen. Die ESC4 kann sowohl als reiner Elektrolyt oder auch als komplettes Zellsystem gefertigt werden.

 

Bild rechts: Die neue von H.C. Starck entwickelte ESC4 auf der Basis von YbSZ.

  

Ferner entwickelt H.C. Starck eine neuartige ESC-Anode mit hoher Redox-Zyklisierbarkeit. Gegenüber der Standardanode der ESC2 weist die neue Zelle eine dreifach höhere Zyklenfestigkeit auf, und genügt daher selbst anspruchsvollsten SOFC-Anwendungen.