Aluminiumschichten – Grenzen der Galvanik

Strukturierte, galvanisch abgeschiedene Aluminiumschicht.
© Fraunhofer IST, Falko Oldenburg
Strukturierte, galvanisch abgeschiedene Aluminiumschicht.

Herausforderung 

Im Rahmen dieses Projektes wurde die galvanische Abscheidung einiger Metalle aus ionischen Flüssigkeiten untersucht. Metalle wie Titan, Tantal oder Aluminium haben einen guten Korrosionschutz und sind katalytisch aktiv, lassen sich aber galvanisch nicht aus wässrigen Systemen abscheiden. Aufgabe des IST war die Aufskalierung der Aluminiumabscheidung mit dem Ziel der technischen Umsetzung. 

Lösung 

Für die Aufskalierung der Aluminiumabscheidung war es wichtig, eine Anlage außerhalb einer schützenden Glovebox zu entwickeln. Die Prozesse mit ionischen Flüssigkeiten sind äußerst feuchtigkeitsempfindlich. Zu diesem Zwecke wurde eine offene Anlage gebaut, die mittels Überströmung mit trockenem Schutzgas vor Zutritt von Feuchtigkeit schützte. Mit speziellen Zeolithen im Elektrolyten wurden zusätzlich eintretende Wassermoleküle abgefangen. Damit war das Fraunhofer IST Vorreiter bei dem Transfer des Galvanikprozesses aus der Glovebox in eine semi-technische Anlage. 

Mehrwert 

Das Ergebnis des Projektes war ein stark vereinfachter Prozess mit einer neuen Klasse an (günstigeren) ionischen Flüssigkeiten zur Abscheidung von Aluminium. Weitere Projekte im Bereich Li-Batterien sowie Cadmiumsubstitution mit galvanischen Al-Schichten sind geplant. Aktuell läuft ein DLR-gefördertes Vorhaben zur Metallgewinnung aus Mondregolith basierend auf ionischen Flüssigkeiten (ELMORE). 

Einblicke ins Projekt

Hochfeste Stahlnieten wurden aus Korrosionsschutzgründen mit Aluminium beschichtet. Bei diesem Verfahren wird die kritische Wasserstoffentwicklung vermieden.
© Fraunhofer IST, Falko Oldenburg
Hochfeste Stahlnieten wurden aus Korrosionsschutzgründen mit Aluminium beschichtet. Bei diesem Verfahren wird die kritische Wasserstoffentwicklung vermieden.
Querschliff einer Aluminiumschicht auf Kupfer im Rasterelektronenmikroskop
© Fraunhofer IST
Querschliff einer Aluminiumschicht auf Kupfer im Rasterelektronenmikroskop.

Weitere Informationen

 

Aus der Forschung

Geschlossene elektrochemische Prozesse zur Gewinnung reiner Elemente

Förderhinweis

 

 

Gefördert durch das BMBF im Rahmen des INNO-E-MAT-Programms. (Förderkennzeichen 13XP5017C).