Heraeus Innovationspreis 2014: Alle Fakten zur Preisverleihung

technology report online, November 2014

Mit dem Heraeus Innovationspreis würdigt Heraeus seit 2003 eigene Forscher und Entwickler für herausragende Ideen und Leistungen. 2014 gewannen ein Klebstoff und ein Recyclingprozess.

„Heraeus steht schon seit über 160 Jahren für Innovationen. Wir leben von Produktinnovationen, die für unsere Kunden einen Mehrwert bringen können. Innovation bildet einen wesentlichen Eckstein für die Zukunft von Heraeus.“ Sagt Jan Rinnert, Vorsitzender der Geschäftsführung der Heraeus Holding. Im Video zur Preisverleihung erfahren Sie mehr zu den Preisträgern 2014, mehr zu den Siegerprojekten erfahren Sie unten.

Beste Produktinnovation: Neue leitfähige Klebstoffe mit verringertem Silbergehalt

Daniel Hanselmann

Daniel Hanselmann und Team, Heraeus Materials Technology

Silberhaltige, leitfähige Klebstoffe verbinden elektronische und elektrische Komponenten in elektrischen Schaltungen, Halbleiter-Bauteilen, Smartcards, Displays und Sensoren. Übliche Leitkleber enthalten über 70 Gewichtsprozent Silber, sonst verliert der Klebstoff seine elektrische Leitfähigkeit. Sind zu wenige Silberpartikel im Klebstoff enthalten, können diese sich nicht mehr gegenseitig berühren und die elektrisch leitende Verbindung wird unterbrochen.

Daniel Hanselmann und sein Team haben eine kosteneffiziente Alternative entwickelt. Ihre Innovation setzt statt bisher übliche kugelförmige nun plättchenförmige, leitfähige Silberpartikel im Klebstoff ein. Diese Silber-Flakes werden zusätzlich durch ein Gerüst aus kostengünstigen, kugelförmigen Füllstoffen gestützt und ausgerichtet. Durch diesen geometrischen ‚Kniff‘ - die Vermischung der leitenden und nicht-leitenden Partikeltypen - gelingt es, den Silbergehalt der Klebstoffe auf weniger als 40 Gewichtsprozent zu senken, ohne die Zuverlässigkeit und die elektrischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

Beste Prozessinnovation: Innovativer Löseprozess für Palladium haltige Katalysatoren

Dr. Christoph Röhlich

Dr. Christoph Röhlich und Team, Heraeus Precious Metals

Monoethylenglykol (MEG) ist eine Grundsubstanz für eine Reihe wichtiger moderner Materialien, z. B. für Polyester oder PET. Der weltweite Jahresbedarf an MEG beträgt über 20 Millionen Tonnen. Der Bedarf wächst allein in China jährlich um sieben Prozent. Eine Rohstoffquelle für MEG sind die dortigen Kohlevorkommen. Bei der Umwandlung von Kohle zu MEG sind Palladium haltige Katalysatoren beteiligt. Durch die Einführung dieses Verfahrens in China fallen große Mengen an verbrauchten Katalysatoren zum Recycling an.

Dr. Christoph Röhlich und sein Team haben ein innovatives Recycling-Verfahren entwickelt, bei der das Palladium in mehreren aufeinanderfolgenden Prozessschritten vom Katalysatorträger gelöst und zu fast 100 Prozent zurückgewonnen werden kann. Wichtiger Nebeneffekt: Beim sonst üblichen Verfahren wird der Katalysator bei über 1200 °C aufgeschmolzen, wobei das Trägermaterial zerstört wird. Beim innovativen Recyclingverfahren wird der kugelförmige Katalysatorträger unverändert zurückerhalten und kann nach Trocknung zur Produktion neuer Katalysatoren eingesetzt werden.

2. Platz Produktinnovation: Innovative Materialien für OLED-Lampen

Dr. Armin Sautter

Dr. Armin Sautter und Team, Heraeus Precious Metals

Organische Leuchtdioden sind hochenergieeffizient und strahlen ein angenehmes Licht aus. Eine OLED besteht aus einem sehr dünnen Schichtenaufbau von nur 200 bis 500 Nanometer. Dadurch können sie transparent auf flexiblen Substraten bieg- und formbar gestaltet werden und ermöglichen dadurch eine große Designfreiheit für Lampen und Beleuchtungskonzepte. Viele Vorteile, doch einen Massenmarkt erreichen diese Lampen erst mit niedrigeren Herstellkosten. Dr. Armin Sautter und seinem Team ist mit der Entwicklung eines neuen Materials zur Herstellung dieser dünnen Schichten nun ein Durchbruch gelungen.

Er setzt für eine wichtige Funktionsschicht auf der OLED ein leitfähiges Polymer ein, das durch Druck- und Beschichtungsprozesse als dünne Schicht aufgetragen werden kann und transparente, leitfähige Filme bildet. Das Produkt kann im Vergleich zu bisherigen Materialien gleich zwei essentielle Funktionen in der OLED in einer Schicht übernehmen: die Injektion positiver Ladungsträger und die Funktion der transparenten Elektrode. Durch die Kombination des leitfähigen Polymers mit einem gedruckten Silber-Metallgitter können OLEDs künftig deutlich kostengünstiger hergestellt werden.

3. Platz Produktinnovation: Herstellung von temperaturbeständigem Platin-Siloxan-Katalysator

Jörg Fuchs Alameda

Jörg Fuchs Alameda und Team, Heraeus Precious Metals

Etiketten, medizinische Schläuche, Babysauger oder spezielle Papierbeschichtungen haben eines gemeinsam: sie enthalten Silikone. Hochwertige Silikone werden aus Polysiloxanen unter Verwendung von Platin-Siloxan-Katalysatoren hergestellt. Heraeus ist der führende Anbieter dieser speziellen Homogenkatalysatoren, die kontinuierlich immer neuen Marktanforderungen angepasst werden müssen.

Ein namhafter chinesischer Lieferant für Etikettenhersteller benötigte zur Beschichtung von Papier mit einer dünnen Silikonschicht einen sehr temperaturstabilen Katalysator, um eine gute Lagerstabilität und Verarbeitung auch bei erhöhten Umgebungstemperaturen zu ermöglichen. Problem: Der marktübliche farblose Katalysator zersetzt sich langsam bei höheren Temperaturen.

Ein deutsch-chinesisches Entwicklerteam von Heraeus hat nun eine stabile Produktvariante des metallorganischen Platin-Siloxan-Katalysators entwickelt, durch eine genau dosierte Beimengung eines stabilisierenden Zusatzstoffes. Die neue Laborsynthese wurde erfolgreich bei Heraeus Shanghai in den Produktionsmaßstab übertragen.

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