Leichtbau: Mit Magnesium und Wasserstoff zu besseren Bauteilen
Ein Forschungsprojekt der TU Bergakademie Freiberg(öffnet im neuen Fenster) will mit neuen Verfahren das extrem leichte, aber gleichzeitig feste Magnesium günstiger und weniger energieintensiv nutzbar machen. Weil gleichzeitig mit Wasserstoff statt fossilen Brennstoffen gearbeitet wird, wird auf längere Sicht zudem die CO 2 -neutrale Herstellung angestrebt.
Magnesium lässt sich ähnlich dünn verarbeiten wie Aluminium, besitzt aber eine um ein Drittel geringere Dichte. Gleichzeitig macht das Leichtmetall knapp 2 Prozent der Masse der Erdhülle aus, was zwar deutlich weniger als bei Aluminium ist, aber auf dem Niveau anderer häufiger Elemente wie Natrium, Kalium oder Wasserstoff liegt.
Bisher wird Magnesium für wenige, dafür stark beanspruchte Komponenten genutzt, etwa für Tastaturrahmen in Laptops oder Karosserieteile gewichtsoptimierter Fahrzeuge. Für eine breite Verwendung sind die Herstellung und Umformung des gut verfügbaren Metalls derzeit jedoch zu kostspielig.
Drei Verfahren sollen Magnesium etablieren helfen
Um das zu ändern, hat das gerade abgeschlossene Projekt Clean-Mag(öffnet im neuen Fenster) , das 2022 gestartet wurde, drei unterschiedliche Ansätze verfolgt. Zunächst soll für das Schmelzen und Erwärmen des Magnesiums Wasserstoff statt Erdgas eingesetzt werden.
Hierfür werden spezielle Wasserstoffbrenner entwickelt. Außerdem sollen die bisher genutzten Erdgasbrenner ebenfalls auf Wasserstoff umgerüstet werden. Unter anderem kann mit dem Wasserstoff eine schützende Atmosphäre geschaffen werden, um die Oxidation des Magnesiums zu unterbinden und damit die Qualität des Werkstoffs zu verbessern.
Weniger Schritte, niedrigere Temperaturen
Weiterhin sollen Prozesse bei der industriellen Fertigung verkürzt werden. Die Wärme beim Gießen wird direkt zum Umformen genutzt. Das verkürzt die Anzahl der Schritte bei der Herstellung von Drähten. Ein Prinzip, das bei Kupfer bereits genutzt wird.
Ein anderes Beispiel ist das unmittelbare Pressen aus einem gegossenen Bolzen. Dieser wird zu einem Rohr gepresst, das aufgeschnitten und aufgebogen wird, um ein Blech zu erhalten. Auch hier erfolgen alle Schritte ohne eine weitere Erwärmung und somit ohne zusätzlichen Energieaufwand.
In einem dritten Verfahren kommt eine mit Calcium angereicherte Magnesiumlegierung zum Einsatz. Laut Ulrich Prahl, dem verantwortlichen Projektleiter, ist das Material genauso stabil wie andere Magnesiumbauteile. Es kann jedoch bereits 200 °C geformt werden, was deutlich weniger ist als bei den meisten anderen Metallen. Zum Vergleich: Eisen oder Stahl müssten auf wenigstens 700 °C erhitzt werden.
Das Forschungsteam hat zwei Studien veröffentlicht. Eine erschien 2024 in Metals(öffnet im neuen Fenster) , die andere 2025 in Frontiers in Metals and Alloys(öffnet im neuen Fenster) .
- Anzeige Hier geht es zu Wasserstoff für alle bei Amazon Wenn Sie auf diesen Link klicken und darüber einkaufen, erhält Golem eine kleine Provision. Dies ändert nichts am Preis der Artikel.