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TRR 270:  Hysterese-Design magnetischer Materialien für effiziente Energieumwandlung

Fachliche Zuordnung Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Chemie
Maschinenbau und Produktionstechnik
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung Förderung seit 2020
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405553726
 
Das übergeordnete Ziel des SFB/TRR 270 HoMMage ist es, das Hystereseverhalten von technologisch relevanten Volumenmagneten durch Materialentwicklung auf atomarer, mikroskopischer und makroskopischer Ebene zu verstehen, zu kontrollieren und vorherzusagen. Unser Ziel ist die Entwicklung innovativer, effizienter und nachhaltiger Permanentmagnete und magnetokalorischer Materialien, die näher an ihren intrinsischen physikalischen Grenzen arbeiten. Unsere Forschungsstrategie baut auf dem bisher erreichten Verständnis und den entwickelten Konzepten auf, die die gesamte Prozess- und Designkette vom Verständnis und der Charakterisierung auf atomarer Ebene bis hin zu makroskopischen Herstellungstechniken umfassen. Wir setzen die etablierten Projektbereiche A - Maximale Hysterese für Permanentmagnete und B - Minimale Hysterese für Magnetokalorika fort, die wissenschaftlich durch Cluster miteinander verbunden sind, in denen jeweils Projekte aus beiden Bereichen interagieren. Wir planen, unsere Partnerschaften mit internationalen Experten auszuweiten und dadurch unser Netzwerk und unsere Sichtbarkeit zu erhöhen. Wir möchten unsere internationale Spitzenposition bei der Implementierung neuer disruptiver, magnetbasierter Technologien festigen und nachhaltige Lösungen für die energieeffiziente Elektrifizierung unserer Infrastrukturen und Kühltechniken entwickeln. Die Relevanz von Magneten für die Transformation zu einer CO2-neutralen Gesellschaft wird oft unterschätzt. Der Bedarf an Hochleistungsmagneten wird voraussichtlich exponentiell steigen, insbesondere für die Elektromobilität und Windkraft. Eine große Herausforderung stellt auch die Kühltechnologie dar. Die magnetische Kühlung bietet hierfür eine vielversprechende, nachhaltige technologische Alternative zur seit über 120 Jahren unveränderten Kompressionskühlung. Während der ersten Förderperiode haben wir einen hoch explorativen Ansatz für die Analyse neuer Materialklassen und Verarbeitungswege verfolgt. Wir haben erfolgreich Forschende aus verschiedenen Disziplinen zusammengebracht, eine gemeinsame Kommunikationsbasis, Verarbeitungsmethoden und modernste Charakterisierungswerkzeuge implementiert. Unsere Forschung verbindet experimentelle und theoretische Methoden auf allen Längenskalen. Die technologische Relevanz wird durch Anträge für vier Wissenstransferprojekte unterstrichen. Im zweiten Förderzeitraum planen wir, von einer eher empirisch ausgerichteten Entwicklung von Volumenmagnetmaterialien zu einem wissensbasierten Design und vorausberechnetem Engineering überzugehen. Ein Schwerpunkt unserer Forschung liegt auf der additiven Fertigung und dem maschinellen Lernen. Beides betrachten wir als wichtige zukunftsorientierte Werkzeuge und Techniken. Nicht zuletzt adressiert der SFB/TRR 270 HoMMage die zukünftigen Bedürfnisse unserer Gesellschaft, Industrie und Wissenschaft, indem wir hochqualifizierte Absolventen im Bereich magnetischer Volumenmaterialien für die effiziente Energieumwandlung ausbilden.
DFG-Verfahren Transregios
Internationaler Bezug USA

Laufende Projekte

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität Darmstadt
Mitantragstellende Institution Universität Duisburg-Essen
Beteiligte Hochschule Bergische Universität Wuppertal
 
 

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