Dr.-Ing. Uwe Specht
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Dr. Michael Baune
Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie (UFT)
Dr. Fei Du
Technische Universität Dresden, Institut für Wasserchemie, Professur für Hydrochemie und Wassertechnologie
Das IGF-Vorhaben 01IF22337N der Forschungsvereinigung Schiffbau und Meerestechnik e.V. (FSM) wurde im Rahmen des Programms Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages gefördert.
Der Bericht kann beim FSM bestellt werden. Bitte senden Sie eine E-Mail an info(at)fsm-net.org
Zusammenfassung
Das Forschungsprojekt ELEKTRA beschäftigte sich mit der Entwicklung einer elektrodynamischen Antifouling-Beschichtung für optische Oberflächen in maritimen Anwendungen. Die Projektlaufzeit erstreckte sich vom 01.03.2022 bis zum 30.04.2024 und wurde von der Forschungsvereinigung Schiffbau und Meerestechnik e.V. (FSM) administrativ begleitet. Beteiligt waren das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM), die Universität Bremen (UFT) und die Technische Universität Dresden (TUD). Das Hauptziel des Projekts war die Entwicklung einer robusten, nanometerdicken Beschichtung zur aktiven Selbstreinigung von optischen Komponenten wie Sensoren und Kameras. Da diese Oberflächen im maritimen Umfeld häufig mit Biofouling konfrontiert werden, wurde ein neuartiges Verfahren auf Basis der Elektrohydrodynamik (ACElektrokinetik) entwickelt, das eine kostengünstige Nachrüstung bestehender Systeme ermöglicht. In der ersten Phase des Projekts wurden Zielgewässer definiert und die physikalischen Eigenschaften des Meerwassers analysiert, um die Elektrodengeometrie zur Unterdrückung von Biofouling zu optimieren. Darauf folgte die Entwicklung geeigneter ITOElektroden mittels selektivem Laserabtrag. Die Laborprüfungen zeigten, dass die entwickelten Elektroden eine signifikante Antifouling-Wirkung aufwiesen, unterstützt durch verschiedene elektrokinetische Effekte. Feldversuche in der Nordsee bestätigten die Wirksamkeit der ELEKTRA-Beschichtung, indem die Lichtdurchlässigkeit der beschichteten Oberflächen über einen Zeitraum von 36 Tagen signifikant höher blieb als bei Referenzoberflächen. Zukünftige Arbeiten konzentrieren sich auf die Optimierung der Elektrodengeometrie, die Reduktion des Energieverbrauchs und die Erprobung weiterer Beschichtungen.
Die Ergebnisse des Projekts bieten nicht nur einen innovativen Ansatz zur Bekämpfung von Biofouling, sondern haben auch das Potenzial, die Wettbewerbsfähigkeit kleiner und mittelständischer Unternehmen in der maritimen Technologie zu steigern. Die entwickelten Verfahren und Erkenntnisse sollen in zukünftige industrielle Anwendungen überführt werden.
