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Fördermaßnahme: KMU-innovativ: Zukunft der Wertschöpfung (ab 2023)
Forschungsziel: Forschungsziel: Ziel des KMU-innovativ Projekts ELEKTRA ist Entwicklung eines kontinuierlichen Herstellverfahrens für elektrochrome Folien. Dazu wird das elektrochemische Batch-Verfahren zu einem Rolle-zu-Rolle (R2R)-Verfahren für wässrige Lösungen auf Folie weiterentwickelt. Eine automatisierte Beschichtungsanlage wird konzipiert, die eine in-situ-Qualitätskontrolle mittels optischer Schichtdickenmessung und segmentierter Anodensteuerung ermöglicht. Parallel dazu ist die Entwicklung der Ansteuerung der EC-Folien durchzuführen. Innerhalb der prototypischen Umsetzung wird die Prozessqualität analysiert. Eine praxisnahe Erprobung der Folienelemente erfolgt durch deren Aufbringung auf ein Glaselement als Demonstrator.
Ulrich Haverkamp +49 251 6262138
u.haverkamp@haverkamp.de
Dipl.-Ing. (FH) Alexander Bonning
+49 721 608-26308
alexander.bonning@kit.edu
Motivation
Um den Energiebedarf beim Kühlen von Gebäuden zu reduzieren, werden elektrochrome (EC)-Fensterelemente eingesetzt. Diese können durch eine elektrische Spannung die Lichttransmission bis in den infraroten Bereich verändern und somit das Aufheizen der Räume, besonders bei modernen Bauten mit großen Glasflächen, vermindern. Aktuell werden kommerzielle EC-Schichten vorrangig durch energie- und kostenintensive Sputter-Verfahren hergestellt. Für Bestandsgebäude fehlt es daher an Nachrüstlösungen, die deutlich wirtschaftlicher sind als der Femstertausch. Eine mögliche Lösung wären elektrochrome Folien, für die derzeit jedoch günstige Produktionsverfahren fehlen.
Ziele und Vorgehen
Ziel des KMU-innovativ Projekts ELEKTRA ist Entwicklung eines kontinuierlichen Herstellverfahrens für elektrochrome Folien. Dazu wird das elektrochemische Batch-Verfahren zu einem Rolle-zu-Rolle (R2R)-Verfahren für wässrige Lösungen auf Folie weiterentwickelt. Eine automatisierte Beschichtungsanlage wird konzipiert, die eine in-situ-Qualitätskontrolle mittels optischer Schichtdickenmessung und segmentierter Anodensteuerung ermöglicht. Parallel dazu ist die Entwicklung der Ansteuerung der EC-Folien durchzuführen. Innerhalb der prototypischen Umsetzung wird die Prozessqualität analysiert. Eine praxisnahe Erprobung der Folienelemente erfolgt durch deren Aufbringung auf ein Glaselement als Demonstrator.
Innovationen und Perspektiven
Durch die Übertragung dieses nasschemischen Verfahrens auf einen R2R-Prozess wird erstmals eine effiziente Beschichtung möglich, mit dessen Hilfe kostengünstig EC-Folienelemente für Fenster in Neubauten und als Nachrüstlösung in der energetischen Sanierung hergestellt werden können. Der innovative Ansatz kombiniert kontinuierliche Beschichtungsverfahren mit in-situ-Qualitätskontrolle. Die Übertragung der Ergebnisse auf weitere Fensteranwendungen in Fahrzeugen und im Transportwesen ist denkbar. Die gewonnen Erkenntnisse im Einsatz des R2R-Verfahrens setzen so neue Maßstäbe bei der Herstellung von beschichteten Folien.
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