Magnete: “Schlüssel zur kohlenstoffneutralen Wirtschaft”

Kooperation MPIE – IWKS – TU Darmstadt

Die Technische Universität Darmstadt und das Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) haben eine neue Max-Planck-Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. Oliver Gutfleisch, Professor für Funktionswerkstoffe an der TU Darmstadt und wissenschaftlicher Leiter der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie, gegründet. Die Gruppe ist am MPIE angesiedelt und beschäftigt sich mit dem Design von effizienten Hart- und Weichmagneten, magnetokalorischen und verwandten Funktionswerkstoffen.

Prof. Oliver Gutfleisch, Leiter der neuen Max-Planck-Forschungsgruppe – Foto © Katrin Binner, TU Darmstadt

Prof. Oliver Gutfleisch ist Leiter der neuen Max-Planck-Forschungsgruppe „De Magnete –  Designing Magnetism on the Atomic Scale“ dt.: De Magnete – Magnetismus-Design auf atomarer Skala): „Magnete sind Schlüsselmaterialien für die Elektrifizierung und damit für nachhaltige Mobilität und Energieanwendungen. Die Expertise des MPIE in korrelativer Elektronenmikroskopie und Tomographie bis hinunter zur atomaren Skala und meine bilden eine ideale Kombination, um das Potential funktionaler Magnete vollständig auszuschöpfen“.

Prof. Dierk Raabe, geschäftsführender Direktor am MPIE: „Ich bin sehr froh und stolz, dass wir Oliver Gutfleisch für diese Gruppe gewinnen konnten. Die Forschung zu einigen der größten aktuellen Herausforderungen wie Nachhaltigkeit, Elektrifizierung, effiziente Fertigung und künstliche Intelligenz, erfordert eine intensive Zusammenarbeit über mehrere Disziplinen und Institutionen hinweg. Das MPIE stellt sich diesen Herausforderungen und entwickelt neue Kooperationsschemata, die über etablierte Abteilungen, Kooperationsformen und Disziplinen hinausgehen, um die Grenzen der Materialforschung zu erweitern“.

Atomgenaue Analyse eines SmCo-Permanentmagneten – Grafik © B. Gault, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH

Die neue Gruppe analysiert die kritischen Ummagnetisierungsprozesse auf atomarer Skala mit experimentellen Methoden und Simulationen. Ziel ist es, relevante Umwandlungs- und dynamische Prozesse auf allen Längenskalen zu erfassen, zu reproduzieren und vorherzusagen. Magnete werden in vielen Bereichen des täglichen Lebens und der Industrie eingesetzt, wie z.B. in der Energieumwandlung, Elektromobilität, Datenspeicherung und Robotik. Ihre Verbesserung ist der Schlüssel zur kohlenstoffneutralen Wirtschaft.

Eine bereits bestehende erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Gutfleisch und dem MPIE ist der Sonderforschungsbereich/Transregio 270 „Hysteresis design of magnetic materials for efficient energy conversion” (dt.: Hysteresedesign magnetischer Materialien für effiziente Energiewandlung), der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird. Baptiste Gault, Leiter der MPIE-Gruppe „Atomsonden-Tomographie“, Prof. Gutfleisch und Experten der Universität Duisburg-Essen und des Ernst-Ruska-Zentrums für Mikroskopie und Spektroskopie mit Elektronen arbeiten daran, die lokalen und globalen Eigenschaften von Magnetwerkstoffen durch additive Fertigung und starke plastische Verformung einzustellen. (Text: Yasmin Ahmed Salem)

Forschungsprogramm ‘Hysteresis design of magnetic materials for efficient energy conversion’: Ziel ist die Entwicklung neuer magnetischer Materialien für effiziente Energietechnologien. Das erfordert ein detailliertes Verständnis der strukturellen, magnetischen und elektronischen Wechselwirkungen innerhalb des Materials, um die lokalen und globalen Eigenschaften durch neu zu entwickelnde Verarbeitungstechniken wie additive Fertigung und starke plastische Verformung anzupassen – Grafik © tu-darmstadt.de

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