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FUCHS forscht schon heute an den L?sungen für morgen

Die technischen sowie regulatorischen Anforderungen an Schmierstoffe, wie z. B. die REACH-Gesetzgebung, werden weiter zunehmen. Daraus folgt ein wachsender Bedarf an Hochleistungsschmierstoffen mit zunehmender Produktspezialisierung und -individualisierung.

So verlangen neue Hochleistungswerkstoffe und -Materialien, wie Kunststoffe, beschichtete Materialien oder Titan- und Aluminiumlegierungen, die in der Raumfahrt- und Medizintechnik Anwendung finden, nach innovativen Bearbeitungsflüssigkeiten mit neuen Eigenschaften. Im Bereich Automotive sind die immer leistungsst?rkeren Motoren eine gr??ere Belastung der Getriebe und stellen h?here Anforderungen an das eingesetzte ?l. Die zentralen Herausforderungen der Branche – Leichtbau, Kraftstoffeinsparungen sowie die Zunahme von Elektromotoren bzw. die Elektrifizierung der Antriebsstr?nge – erfordern innovative Betriebsflüssigkeiten und Fette.

Auch die Dringlichkeit gesellschafts- und umweltrelevanter Themen, wie der Klimawandel oder die Ressourcenverknappung,  verlangen nach neuen L?sungenans?tzen innerhalb der Wertsch?pfung. Zentrale Stichworte sind CO2-Reduktion, Energieeffizienz, Fuel Efficiency, regenerative Ressourcen und Recycling. FUCHS stellt sich diesen Herausforderungen.


FUCHS forscht intensiv zusammen mit zahlreichen Partnern

Mittelkettige Fetts?uren werden in zahlreichen Produkten von FUCHS eingesetzt: Ester auf dieser Basis stehen für gute K?lte- und Alterungseigenschaften und punkten mit ihrer ?Naturn?he“ – das hei?t, ihr Einsatz tr?gt auch zu einer kostengünstigen Produktion bei. Der Nachteil: Europ?ische, nachhaltige Quellen für diese speziellen Fetts?uren sind rar. Heute werden Capron-, Capryl- und Caprins?ure (die sogenannten Ziegen?le, von lat. Capra = Ziege) vor allem aus Palmkern?l gewonnen, das aus den Tropen importiert wird. Deshalb z?gerte FUCHS nicht, sich an dem vom Bundesforschungsministerium finanzierten Projekt ?Bio-basierte Capron- und Capryls?ure – Herstellung, Aufreinigung, Vermarktungsstrategie – CapAcidy“ zu beteiligen, das Mitte 2019 erfolgreich abgeschlossen wurde.

Mit dem mit 10.000 Euro dotierten Biogas-Innovationspreis 2019 wurden die Forscherinnen Maria Braune vom Deutschen Biomasseforschungszentrum und Dr. Heike Str?uber vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung für das von ihnen entwickelte Verfahren ausgezeichnet, mit dem sich aus dem G?rsubstrat von Biogasanlagen mittelkettige Fetts?uren herstellen lassen. Eine echte Win-win-Situation: Auf der einen Seite erhalten die Anlagenbetreiber neue Abnehmer und k?nnen ihre Produkte besser vermarkten, auf der anderen Seite kann die chemische Industrie regionale, nachwachsende Rohstoffe für ihre Fertigung einsetzen. Nach Abschluss des Projekts testet FUCHS als Industriepartner nun die Einsatzm?glichkeiten im Unternehmen, wobei vor allem die Weiterentwicklung des technischen Verfahrens, aber auch eine Spezifizierung der generierten Fetts?uren im Fokus stehen. 

Verdickungs- und Bindemittel sind für die Herstellung von modernen Schmierstoffen unabdingbar – allerdings kommen hier in der Regel erd?lbasierte Produkte zum Einsatz. Seit Oktober 2017 forscht FUCHS nun mit drei Partnern aus der Chemie- und Biotechnologie an einer umweltvertr?glicheren Alternative. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der F?rderma?nahme ?Ma?geschneiderte biobasierte Inhaltsstoffe für eine wettbewerbsf?hige Bio?konomie (PHAt)“ unterstützte Projekt setzt dabei auf ?Polyhydroxyalkanoate“ (PHA) – Biopolymere, die biologisch abbaubar sind. Produziert werden unterschiedliche PHA durch einige Bakterienarten im Rahmen ihres Energiestoffwechsels. Die Herausforderung des PHAt-Projekts ist es nun, die gewonnenen Polymere chemisch zu modifizieren, ihre Verdickungs- und Vernetzungseigenschaften zu optimieren und in verschiedenen Applikationen zu testen. Das Ziel bis zum Ende des Projekts Ende September 2020: die Integration der neuen Rohstoffe in geeignete Schmierstoffe für unterschiedliche Anwendungen - vom Traktor bis zum Windrad.

Das Projekt ?Pegasus“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie ist ein 2009 gestartetes Verbundforschungsprojekt zur Steigerung der Energieeffizienz im Pkw-Antriebsstrang (Motor, Getriebe, Lager). Zehn Unternehmen und Institute arbeiten an der Erforschung von Werkstoff- und Schmierstoffl?sungen, die Einsparungen beim Treibstoffverbrauch f?rdern.

In der Industrie wie auch im Alltag fallen t?glich riesige Mengen an kohlenstoffreichen Reststr?men an. Das in ihnen schlummernde Potenzial wird bislang kaum stofflich genutzt. Dabei sind Reststoffe wie Haushalts- und Gewerbeabf?lle, Kl?rschl?mme oder industrielle Abw?sser vielversprechende Quellen für die Herstellung biobasierter Grundstoffe für die chemische Industrie. Zu diesen kohlenstoffreichen Abf?llen geh?rt auch Altfett, das in Restaurants und Imbissbuden in gro?en Mengen zu finden ist. Das Frittierfett biotechnologisch so zu veredeln, dass daraus neue hochwertige Rohstoffe für Schmierstoffe entstehen, war Ziel eines Teilprojekts im Rahmen der strategischen Allianz ?Zero Carbon Footprint“ (ZeroCarbFP). Altspeisefett erwies sich für FUCHS als besonders interessant, da es weitgehend noch die natürlichen Fette und ?le enth?lt, aus denen es hergestellt wurde. In dem Zwingenberger Biotechnologie-Unternehmen BRAIN AG fand der Schmierstoff-Spezialist einen Partner, um auf sanfte Weise die im Frittierfett enthaltenen Substanzen zu selektieren und zu veredeln. Auf diese Weise wurden einige für FUCHS sehr vielversprechende Moleküle identifiziert, die als Rohstoff für eine wichtige Produktgruppe ins Auge gefasst wurden. In der dritten Phase des Projekts ZeroCarbFP, die im Februar 2020 beginnt, steht nun die Herstellung der Zielmoleküle in gro?en Mengen auf der Agenda. ZeroCarbFP wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gef?rdert.

Die Forschungsallianz ?Technofunktionelle Proteine“ des BMBF erforscht die Struktur-Funktions-Beziehungen von Pflanzenproteinen, die nicht für die Lebens- und Futtermittelproduktion geeignet sind. Das Vorhaben widmet sich der Verwendung modifizierter Proteine als Additive im Rahmen der Schmierstoffherstellung. Derartige Proteine k?nnen aus landwirtschaftlichen Reststoffen gewonnen werden. Das Projekt befindet sich in der zweiten F?rderphase (2017 bis 2020).

Verschlei? und Energieverbrauch von Maschinen steigen drastisch an, wenn sie nicht optimal geschmiert werden. Bei vielen Anwendungen ist eine ideale Schmierung jedoch gar nicht m?glich, beispielsweise bei freilaufenden Motorradketten oder landwirtschaftlichen Maschinen. Bei den zw?lf Partnern des 2015 gestarteten Projekts ?Charakterisierung von effizienzoptimierten Schicht-Schmierungssystemen (CHEOPS3)“, das durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gef?rdert wurde, stand eine konsequente Reibungsreduktion im Fokus, um die Energie- und Ressourceneffizienz von unterschiedlichen Antrieben zu verbessern – auch im Bereich Elektromobilit?t. FUCHS konnte hier mithilfe von neu entwickelten wasserhaltigen Fluiden eine deutlich niedrigere Reibung bei verschiedenen Anwendungen erreichen und so zum Erfolg des Projekts beitragen. Nach Abschluss des Forschungsvorhabens Ende Oktober 2019 testet FUCHS diese komplett neue Technologie mit seinen Kunden, um herauszufinden, welche technischen Voraussetzungen für einen Einsatz von wasserhaltigen Schmierstoffen bei der Produktion von Antrieben n?tig und sinnvoll sind.

Bei CHEOPS3 setzten FUCHS und seine Partner auf die Erfahrungen aus den vorangegangenen PEGASUS-Projekten. Die 2009 gestarteten Verbundforschungsvorhaben hatten ebenfalls das Ziel, die Energieeffizienz im Pkw-Antriebsstrang (Motor, Getriebe, Lager) zu steigern und durch die Erforschung von Werkstoff- und Schmierstoffl?sungen, Einsparungen beim Treibstoffverbrauch zu f?rdern.

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