\u201eMAX-Phasen haben verbl\u00fcffende Eigenschaften, weil sie Merkmale von Keramiken und Metallen vereinen\u201c, erkl\u00e4rt Lukas Gr\u00f6ner. MAX-Phasen seien, wie Keramiken, unempfindlich gegen Angriffe durch Sauerstoff und sehr hitzebest\u00e4ndig. Zugleich seien sie elektrisch leitend wie Metalle. Im Gegensatz zu reinen Keramiken seien sie jedoch nicht spr\u00f6de und zerbrechen deshalb auch nicht. Gr\u00f6ner hat nun d\u00fcnne MAX-Phasen-Beschichtungen hergestellt, die den Stahl sehr gut vor Korrosion und Verspr\u00f6dung durch Wasserstoff sch\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n In einem selbstentwickelten Pr\u00fcfstand f\u00fcr blechf\u00f6rmige Proben testete Gr\u00f6ner wie gut die MAX-Phasen-Schicht das Eindringen von Wasserstoff ins Metall verhindert. Dabei verglich er unbeschichtete St\u00e4hle mit MAX-Phasen-beschichteten St\u00e4hlen. So habe er erstmals das Eindringen des Wasserstoffs genau quantifizieren k\u00f6nnen und den sogenannten Permeationsreduktionsfaktor (PRF) als Ma\u00df f\u00fcr die Barrierewirkung bestimmen, sagt der Forscher.<\/p>\n\n\n\n Es stellte sich heraus, dass St\u00e4hle mit einer MAX-Phasen-Schicht, die nicht erhitzt wurden, den Wasserstoff immerhin 50-mal (PRF 50) besser zur\u00fcckhielten als unbehandelte St\u00e4hle. Besonders eindrucksvoll seien aber die Ergebnisse f\u00fcr die beschichteten St\u00e4hle gewesen, die erhitzt worden waren und eine \u03b1-Al2O3-Schicht gebildet hatten. Die Barrierewirkung dieser sogenannten MAX-Phasen-Schicht ist 3.500-mal gr\u00f6\u00dfer als die von unbehandeltem Stahl. \u201eDas sind Werte, die den Anforderungen der Industrie absolut gen\u00fcgen\u201c, betont Lukas Gr\u00f6ner.<\/p>\n\n\n\n Aktuell testet Gr\u00f6ner in Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern wie dem Forschungszentrum J\u00fclich, wie gut die MAX-Phasen-Schichten in der Anwendung funktionieren. Die Tests werden zum Beispiel an Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFC) durchgef\u00fchrt, die mit Betriebstemperaturen von rund 600 Grad Celsius arbeiten. \u201eDie MAX-Phasen-Beschichtungen sind f\u00fcr solche Anwendungen ideal, weil sie die metallischen Bauteile vor Hitze sch\u00fctzen und zugleich den elektrischen Strom ableiten k\u00f6nnen, der im Inneren der Brennstoffzelle entsteht”, so Gr\u00f6ner.<\/p>\n\n\n\n Die Beschichtung sei laut Gr\u00f6ner auch f\u00fcr Gasturbinen geeignet, da dem Erdgas k\u00fcnftig mehr und mehr regenerativ erzeugter Wasserstoff beigemischt werden solle. Das f\u00fchrt aber dazu, dass das Gas mit h\u00f6herer Temperatur verbrennt, was wiederum das Risiko der Wasserstoffverspr\u00f6dung erh\u00f6ht. Deshalb k\u00f6nne eine Bauteil-Beschichtung mit \u03b1-Al2O3 hier sehr vorteilhaft sein, betont der Wissenschaftler.<\/p>\n\n\n\n Fraglich ist laut Gr\u00f6ner zur Zeit noch, ob das neue Beschichtungsverfahren k\u00fcnftig von der Industrie als Dienstleitung angeboten wird oder in anderer Form den Weg in den Markt findet. Auch m\u00fcssten die einzelnen PVD-Beschichtungs-Prozessschritte noch optimiert werden.<\/p>\n\n\n\n Lukas Gr\u00f6ner hat die Ergebnisse seiner Arbeit in der Zeitschrift Materials<\/a> ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n Titelbild<\/strong>: REM-Aufnahme der Bruchkante einer Ti2AlN-Schicht mit pl\u00e4ttchenartigem Gef\u00fcge. \u00a9 Fraunhofer IWM<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Wasserstoff kann langfristig Benzin und Diesel als Treibstoff f\u00fcr Fahrzeuge abl\u00f6sen. Er kann auch Erdgas beigemischt und in Gaskraftwerken zur Energieerzeugung genutzt werden. 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Neuer Pr\u00fcfstand misst Barrierewirkung<\/h3>\n\n\n\n
Praktische Anwendungstest<\/h3>\n\n\n\n