Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme (IMM)
Kurzprofil
Das Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM ist ein Institut für angewandte Auftragsforschung und erbringt seit mehr als 30 Jahren Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen für Kunden und Partner aus Industrie und Wissenschaft. Seine Geschäftsbereiche umfassen Dezentrale und Mobile Wasserstofftechnik, Flow & Formulation Chemistry, Bioanalytik und Diagnostik sowie Mikrosystemtechnik.
Die strategischen Forschungsthemen liegen in den Bereichen saubere Energie, Nachhaltigkeit und Gesundheit. Für die Fahrzeug- und Mobilitätsindustrie sind insbesondere die Entwicklung kompakter Wasserstoff- und Reformersysteme, Katalysatoren und mikrostrukturierter Reaktoren, die Systemintegration sowie die Entwicklung von Mikrosystemen, Elektronik und Steuerungssoftware relevant.
Kompetenzfelder/Leistungsangebote
Wir können eine robuste Produktion von Biodiesel auch in Gegenwart von freien Fettsäuren und aus Abfallstoffen wie gebrauchten Frittierfetten realisieren. Möglich wird dies durch den Einsatz mikrostrukturierter Reaktoren in einem heterogen katalysierten Prozess, der unter überkritischen Bedingungen geführt wird.
Nutzen und Mehrwert
Die mikroreaktorbasierte Herstellung ermöglicht die Nutzung von Abfall- und Reststoffen wie gebrauchten Frittierfetten als Ausgangsmaterial für alternative Kraftstoffe. Dadurch können Unternehmen zur stofflichen Verwertung von Reststoffen, zur Diversifizierung der Kraftstoffbasis und zur Entwicklung ressourceneffizienter Produktionsverfahren beitragen.
- Kraftstoffe
- Biodiesel
- Mikroreaktoren
- Reststoffverwertung
- Prozessintensivierung
- Kreislaufwirtschaft
Das Fraunhofer IMM entwickelt kompakte Reformersysteme zur Gewinnung von Wasserstoff aus fossilen und erneuerbaren Energieträgern wie Methanol, Ethanol, Diesel, Biogas und weiteren Kohlenwasserstoffen. Das Leistungsspektrum reicht von Systemauslegung und Prozesssimulation über Katalysator- und Reaktorentwicklung bis zu Dauerhaltbarkeitsuntersuchungen, Systemsteuerung, Integration, Prototypenbau und Systemtests. Bei Bedarf werden vollständige Systeme einschließlich der Kopplung mit Brennstoffzellen entwickelt.
Ein aktueller Entwicklungsschwerpunkt ist eine modulare Reformerplattform für stationäre und mobile Brennstoffzellenanwendungen. Dazu gehört ein kompakter 75-kW-Methanolreformer mit hoher Leistungsdichte sowie einer institutseigenen Katalysatorformulierung für einen stabilen, effizienten und zuverlässigen Betrieb.
Nutzen und Mehrwert
Unternehmen können bei der Entwicklung und Erprobung anwendungsspezifischer Wasserstoffversorgungssysteme unterstützt werden. Für mobile Anwendungen bietet die Technologie eine kompakte Alternative zur Speicherung von komprimiertem Wasserstoff und ermöglicht die Nutzung bereits verfügbarer flüssiger Energieträger. Relevant ist dies insbesondere für Nutzfahrzeuge, mobile Arbeitsmaschinen, landwirtschaftliche Fahrzeuge, maritime Anwendungen und Hilfsstromaggregate.
- Wasserstoff
- Reformersysteme
- Methanolreformer
- Brennstoffzellen
- Systemintegration
- Katalysatorentwicklung
- Dauerhaltbarkeit
- Systemtest
- Nutzfahrzeuge
- Mobile Arbeitsmaschinen
Das Fraunhofer IMM entwickelt, synthetisiert, beschichtet und prüft Katalysatoren für Wasserstofferzeugung, Reformierung, Ammoniakspaltung und Abgasbehandlung. Die Arbeiten können mit der Entwicklung mikrostrukturierter Reaktoren, Dauerhaltbarkeitsuntersuchungen und der Integration in vollständige Energie- und Stoffwandlungssysteme verbunden werden.
Nutzen und Mehrwert
Unternehmen erhalten Unterstützung bei der anwendungsspezifischen Optimierung von Aktivität, Stabilität, Effizienz, Betriebsverhalten und Herstellbarkeit katalytischer Systeme. Für Fahrzeug- und Nutzfahrzeuganwendungen sind insbesondere Vibrationsbeständigkeit, dynamischer Betrieb, kompakter Bauraum und zuverlässiges Verhalten bei Lastwechseln relevant.
- Katalysatoren
- Katalysatorprüfung
- Abgasbehandlung
- Ammoniakspaltung
- Methanolreformierung
- Dauerhaltbarkeit
- Reaktortechnik
Wir beschäftigen uns mit der katalytischen Umwandlung von Ammoniak in „Spaltgas“ als brennbares wasserstoffhaltiges Gas in Industrieprozessen und Verbrennungsmotoren sowie der Katalysator- und mikrostrukturierten Reaktortechnik zur Erzeugung von reinem Wasserstoff aus grünem Ammoniak unter Darstellung der gesamten Prozesskette von der Wasserstofferzeugung über die Gasaufbereitung bis zur Verstromung in einer Brennstoffzelle. Hinzu kommen Arbeiten an einem katalytischen Konverter für das Abgas einer mit Ammoniak betriebenen Brennstoffzelle, das Restwasserstoff und Ammoniak enthält, inklusive der Entwicklung von langlebigen und robusten Katalysatoren für diesen Umwandlungsprozess. Unsere Arbeiten umfassen die Entwicklung von Reaktoren und den Bau von Systemprototypen. Anwendungsschwerpunkte liegen auf den Bereichen Transport, Logistik und Fertigungsindustrie.
Die Kompetenz wurde 2026 in einem industriellen Entwicklungsprojekt mit First Ammonia Motors praktisch demonstriert. Mit einer vom Fraunhofer IMM entwickelten Basistechnologie wurde erstmals ein Motor realisiert und in einer Probefahrt erprobt, der ohne Beimischung fossiler Energieträger mit Ammoniak und einem Wasserstoffanteil zur Unterstützung der Verbrennung betrieben wird. Dazu entwickelte das IMM unter anderem einen durch Motorabgas beheizten Ammoniakcracker.
Nutzen und Mehrwert
- Ammoniak kann bei Herstellung aus erneuerbarem Wasserstoff als kohlenstofffreier Energieträger eingesetzt werden.
- Im Vergleich zu komprimiertem Wasserstoff lässt sich Ammoniak bei moderaterem Druck verflüssigen und besitzt eine höhere volumetrische Wasserstoffspeicherdichte. Dies erleichtert Transport und Speicherung.
- Bestehende industrielle Verfahren und Infrastrukturen für Herstellung, Transport und Lagerung können als Grundlage für zukünftige Anwendungen genutzt werden.
- Durch Ammoniakspaltung kann Wasserstoff bedarfsgerecht für Brennstoffzellen oder zur Unterstützung ammoniakbasierter Verbrennungssysteme bereitgestellt werden.
- Katalysator- und Abgasbehandlungssysteme unterstützen die Reduzierung unerwünschter Ammoniak-, Stickoxid- und Lachgasemissionen.
- Ammoniak
- Wasserstoff
- Brennstoffzellen
- Alternative Antriebe
- Katalysatorentwicklung
- Emissionsminderung
Das Fraunhofer IMM unterstützt Entwicklungsprojekte mit Kompetenzen in Reinraum- und Siliziumtechnologie, Lasermikrobearbeitung, Feinwerktechnik sowie Elektronik- und Softwareentwicklung. Das Angebot umfasst die Begleitung von der Konzeption über das Hardware- und Softwaredesign bis zur Integration und Fertigung einzelner Demonstratorsysteme.
Nutzen und Mehrwert
Diese Kompetenzen ermöglichen die Entwicklung kompakter, integrierter Sensor-, Analyse- und Steuerungssysteme. Potenzielle Anwendungen in der Fahrzeugindustrie liegen insbesondere in der Entwicklung elektronischer Demonstratoren sowie in der Steuerung und Überwachung dezentraler Energie- und Wasserstoffsysteme.
- Mikrosystemtechnik
- Elektronik
- Software
- Sensorik
- Steuerungssysteme
- Lasermikrobearbeitung
- Reinraumtechnik
- Prototypenentwicklung
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