Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Fitnesstest für Werkstoffe und Bauteile im solarthermischen Kraftwerk

27.08.2013
Extrembelastung durch Salzschmelzen – Neuer Fitnesstest für Werkstoffe und Bauteile im solarthermischen Kraftwerk

Salzschmelzen eignen sich hervorragend, um in solarthermischen Kraftwerken Wärme zu speichern. Der Nachteil: Sie greifen die Komponenten des Energiekreislaufs an, was ihren breiten Einsatz behindert.


Oberflächenoxide eines Stahls nach 2000 Stunden in 565° Celsius heißer Salzschmelze. Einerseits kann die Oxidschicht eine Schutzfunktion übernehmen, andererseits können sich zwischen den Kristallen unter Belastung leicht Risse bilden, die den Prozess der Spannungsrisskorrosion einleiten. Die Oxidschicht korrekt zu bewerten, ist Aufgabe der Werkstoffforschung.
© Fraunhofer IWM

Das Freiburger Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM hat ein System für die Qualifizierung von Materialien und Komponenten im Kontakt mit Salzschmelzen entwickelt: Materialhersteller, Anlagenbauer und Betreiber von solarthermischen Kraftwerken können so zuverlässigere und langlebigere Bauteile entwickeln.

Die zur Energiespeicherung eingesetzten sogenannten Solarsalze sind meist Mischungen aus Natrium- und Kaliumnitrat, die höhere Temperaturen als bisher genutzte Thermoöle ertragen können – bis zu 560 °C. Damit erreichen solarthermische Kraftwerke höhere Wirkungsgrade. Auch die Kosten und die Wärmespeicherkapazität sprechen für die Salze.

Die Crux ist allerdings die chemische Aggressivität der Salze in Kombination mit hohen Temperaturen und mechanischen Beanspruchungen. Darunter leiden Rohre, Ventile, Tanks, Pumpen und Wärmetauscher. Denn durch die dauerhafte komplexe Beanspruchung tritt neben dem reinen korrosionsbedingten Materialverlust auch Rissbildung und Risswachstum auf. Diese sogenannte Spannungsrisskorrosion kann zu Leckage bis hin zum kompletten Versagen von Kraftwerkskomponenten führen.

Auf Basis einer CERT-Prüfung (Constant Extension Rate Test) können am Fraunhofer IWM nun Werkstoffe im Kontakt mit dem Energiespeicher Salzschmelze gleichzeitig korrosiv, thermisch und mechanisch bewertet werden. Ergänzend wird der Verschleiß durch strömende Salzschmelzen in einer Strömungskammer untersucht. »Das Neuartige an unserer Methode ist, dass wir die kompletten Belastungen, die eine Komponente aus dem Energiespeicher- beziehungsweise Wärmetransportsystem erfährt, kombiniert abbilden und bewerten können«, erklärt Dr. Elsa Piedra, Projektleiterin am Fraunhofer IWM. So können neue Werkstoffe für den Einsatz in solarthermischen Kraftwerken einem Härtetest unterzogen werden.

Ebenso können verschiedene Salze hinsichtlich ihrer Verträglichkeit mit der Anlage untersucht werden. »Unsere Anlage ist so aufgebaut, dass wir Aufschlüsse zu den Mechanismen der Korrosion von Stahl im Kontakt mit Salzschmelzen bekommen. Insbesondere der Ablauf der gefährlichen Variante Spannungsrisskorrosion ist bis heute noch kaum untersucht, geschweige denn verstanden« ergänzt Piedra.

Ziel der Wissenschaftler am Fraunhofer IWM ist mit geeigneten Werkstoffen dem vielversprechenden Energiespeicher Salz zum Durchbruch zu verhelfen.

Thomas Götz | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.iwm.fraunhofer.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Wie wirksam sind Haftvermittler? Fraunhofer nutzt Flüssigkeitschromatographie zur Charakterisierung
17.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

nachricht Dem Lichtstrahl auf die Sprünge geholfen
21.07.2016 | SCHOTT AG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mobilität 4.0: Konferenz an der Jacobs University

18.10.2017 | Veranstaltungen

Smart MES 2017: die Fertigung der Zukunft

18.10.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

18.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben

18.10.2017 | Messenachrichten

»ILIGHTS«-Studie gestartet: Licht soll Wohlbefinden von Schichtarbeitern verbessern

18.10.2017 | Energie und Elektrotechnik