Produktionsanlage eingeweiht 29.08.2014, 06:59 Uhr

Uni Duisburg-Essen kann jetzt selbst hochwertiges Graphen herstellen

Graphen ist ein besonderer Stoff, an dem Ingenieure in der ganzen Welt forschen. Seine Herstellung ist allerdings aufwendig und teuer. Die Universität Duisburg-Essen hat deshalb ein Gerät angeschafft, mit dem die Wissenschaftler großflächiges und qualitativ hochwertiges Graphen selbst herstellen können. 

NRW-Wissenschaftsministerin Svenja Schulze (m.) startet die Graphenanlage der Uni Duisburg-Essen, unterstützt von Prof. Gerd Bacher (h.) und Wissenschaftlerin Bilge Bekdüz (v.).

NRW-Wissenschaftsministerin Svenja Schulze (m.) startet die Graphenanlage der Uni Duisburg-Essen, unterstützt von Prof. Gerd Bacher (h.) und Wissenschaftlerin Bilge Bekdüz (v.).

Foto: UDE/Frank Preuß

Das Team von Prof. Gerd Bacher, Lehrstuhlinhaber für Werkstoffe der Elektrotechnik an der Universität Duisburg-Essen (UDE), erforscht, wie man Graphen möglichst fehlerfrei und großflächig herstellen kann. Schwerpunktmäßig arbeiten die Nanowissenschaftler an der Herstellung transparenter Elektroden aus Graphen für Leuchtelemente oder photovoltaische Bauelemente.

Graphen ist teuer und schwer zu bekommen

Gerade ist es den Wissenschaftlern gelungen, eine transparente Elektrode für eine Nanopartikel-Leuchtdiode herzustellen. Für ihre Arbeit brauchen sie allerdings qualitativ hochwertiges Graphen, das bislang nur schwer zu bekommen war. Die UDE kaufte es im Ausland – nach Angaben von Bacher zu einem Preis von rund 100.000 Euro pro Quadratmeter.

Im Herstellungsprozess kann auch Graphen aus mehreren Lagen Kohlenstoff entstehen und es können Lücken in der regelmäßigen Vernetzung der Kohlenstoffatome auftreten, wie der Ingenieur Wolfgang Mertin, akademischer Direktor des Fachgebiets Werkstoffe der Elektrotechnik, erklärt. Multilagen und Defekte stören jedoch den Elektronenfluss und beeinflussen die Qualität des Graphen als leitfähiges und transparentes Material.

Gezielte Steuerung des Herstellungsprozesses durch CVD-Anlage

Dass das Graphen genau so ist, wie die Duisburger Ingenieure es brauchen, dafür sorgt nun eine neue Anlage, die vor wenigen Tagen in Betrieb genommen wurde. Rund 360.000 Euro hat die plasmagestützte CVD-Anlage gekostet, mit der die Nanowissenschaftler nun eine Fläche von knapp 80 Quadratzentimeter Graphen herstellen können. Mit 300.000 Euro hat sich das Land NRW an dem Kauf beteiligt.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) Konstruktiver Ingenieurbau/ Brückenbau Die Autobahn GmbH des Bundes
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) konstruktiver Ingenieurbau - Außenstelle Netphen (nahe Siegen) Die Autobahn GmbH des Bundes
Netphen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) Straßenplanung und Straßenentwurf - Außenstelle Netphen (nahe Siegen) Die Autobahn GmbH des Bundes
Netphen Zum Job 
A.S.T. Angewandte System Technik GmbH Energie & Umwelttechnik-Firmenlogo
Ingenieur Elektrotechnik / Energietechniker (w/m/d) A.S.T. Angewandte System Technik GmbH Energie & Umwelttechnik
Wolnzach Zum Job 
Ingenieurbüro IBH Zaehle & Buse | Beratende Ingenieure PartG mbB-Firmenlogo
Fachplaner Versorgungstechnik / HKLS / TGA (m/w/d) Ingenieurbüro IBH Zaehle & Buse | Beratende Ingenieure PartG mbB
Karlsruhe Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) Konstruktiver Ingenieurbau - Außenstelle Hagen Die Autobahn GmbH des Bundes
Ingenieurbüro Fast und Partner-Firmenlogo
Ingenieur/in für Straßen- und Tiefbau (m/w/d) Ingenieurbüro Fast und Partner
Mannheim Zum Job 
Lederer GmbH-Firmenlogo
Mitarbeiter m/w/d für den Bereich Technischer Support Lederer GmbH
Ennepetal Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Abteilungsleitung (w/m/d) Verkehrszentrale und Telematik Die Autobahn GmbH des Bundes
Nürnberg-Fischbach Zum Job 
ELAC SONAR GmbH-Firmenlogo
Electronical Engineer / Elektroingenieur (m/w/d) ELAC SONAR GmbH
MED-EL Medical Electronics-Firmenlogo
Technician, Automation Engineering (m/f/d) MED-EL Medical Electronics
Innsbruck Zum Job 
eMoSys GmbH-Firmenlogo
Power Electronics Engineer (m/f/d) Ingenieur Leistungselektronik (w/m/d) eMoSys GmbH
Starnberg Zum Job 
DMT-Gesellschaft für Lehre und Bildung mbH-Firmenlogo
W2-Professur (m/w/d) für Angewandte Materialwissenschaften DMT-Gesellschaft für Lehre und Bildung mbH
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
Planungs- / Projektingenieur Nachrichtentechnik - Abnahme und Inbetriebnahme (w/m/d) Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 
DELTA Gruppe-Firmenlogo
Fachplaner / Projektleiter Versorgungstechnik (m/w/d) DELTA Gruppe
Regensburg, Geisenhausen, Landshut Zum Job 
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Gruppenleiter:in Betriebsorganisation und Infrastruktur (w/m/d) Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur für die Projektleitung im Konstruktiven Ingenieurbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Würzburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur / erfahrener Bautechniker für den Streckenbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Würzburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur für die Projektleitung im Streckenbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Würzburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur / erfahrener Bautechniker für den Konstruktiven Ingenieurbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Würzburg Zum Job 

CVD ist die Abkürzung für Chemical Vapour Deposition und beschreibt das Herstellungsverfahren. „Durch die speziellen Möglichkeiten der Anlage können wir den Herstellungsprozess von Graphen gezielt steuern“, erklärt Mertin gegenüber Ingenieur.de. „Dadurch erhoffen wir uns Graphen von höchster Qualität.“

Das Gerät zur Graphenherstellung an der Universität Duisburg-Essen hat 360.000 Euro gekostet. Bislang zahlte die Universität für den Einkauf von Graphen rund 100.000 Euro pro Quadratmeter.

Das Gerät zur Graphenherstellung an der Universität Duisburg-Essen hat 360.000 Euro gekostet. Bislang zahlte die Universität für den Einkauf von Graphen rund 100.000 Euro pro Quadratmeter.

Quelle: UDE/Frank Preuß

Ein Material, das die UDE nicht nur für die eigene Arbeit herstellt, sondern auch für andere Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus NRW. So kooperiert sie unter anderem mit der AMO GmbH aus Aachen, die sich mit dem Einsatz von Graphen in der Hochfrequenztechnik befasst. Auch die Universität des Landes forscht an der Herstellung von Graphen und hat ein Verfahren entdeckt, wie man Graphen per Fingerabdruck produzieren kann.

Graphen gilt als Wundermaterial mit überragenden Eigenschaften

Graphen ist nur ein Atom dick, stabil, transparent, flexibel und leitfähig. Aufgrund der Kombination seiner Eigenschaften gilt das Material als Werkstoff, der die Technikwelt revolutionieren könnte. Mit Hochdruck wird an seiner Erforschung und an möglichen Einsatzbereichen gearbeitet. Graphen ist als homogene Fläche vor allem extrem leitfähig.

Es entsteht als Absatz bei der Erhitzung und Zersetzung von Methan und besteht aus einer stabilen Lage Kohlenstoffatome, die wabenförmig miteinander vernetzt sind. Die potenziellen Anwendungsbereiche sind vielseitig, sie reichen vom Einsatz in Displays und Touchscreens über Solarzellen und Batterien bis hin zu Sensoren und Leichtbau. Um das Potenzial des Werkstoffs auszuschöpfen und innovative Produkte zu realisieren haben sich viele Unternehmen und Forschungseinrichtungen vernetzt, die intensiv an der Entwicklung Graphen-basierter Produkte arbeiten.

 

Ein Beitrag von:

  • Susanne Neumann

    Susanne Neumann ist Webjournalistin. „Inhalt mit Anspruch“ ist das Motto der freien Journalistin und Online-Redakteurin. Sie steht für gründliche Recherche, eine verständliche Darstellung auch komplizierter Sachverhalte und Freude am Thema. Sie hat  Politik-, Theater-, und Kommunikationswissenschaften studiert.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.