Laufende Projekte
05/2024 – 12/2027 – Roll2Sol – Nanostrukturierte Druckwalzen für funktionale Folien
Maskenlose nanoskalige Plasmaätzstrukturierung von Druckwalzen für die Rolle-zu-Rolle-Fertigung funktionaler Folien mittels UV-Nanoimprintlithographie
Im Projekt Roll2Sol wird eine innovative Prozesskette zur Herstellung von Druckwalzen mit Sub-µm-Oberflächenstrukturierung entwickelt. Diese sollen in der Produktion funktionaler Folien im Rolle-zu-Rolle-Verfahren eingesetzt werden. Ein Anwendungsfall sind photokatalytische Strukturen, die in der grünen H₂-Produktion genutzt werden können. Ebenfalls können Anti-Soiling-Strukturen erzeugt werden, um die Haftung von Wasser und Schmutz auf der Oberfläche von Solarzellen zu verringern. Insgesamt kann somit die Erzeugung von Solarenergie optimiert werden. Beide Anwendungen fördern erneuerbare Energien und stehen im Einklang mit den NRW- und EU-Zielen.
Projektpartner: Schepers GmbH & Co KG, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, DLR e.V., EdgeWave GmbH, polyscale GmbH & Co. KG, AMO GmbH
09/2022 – 08/2026 – SOLID – Sustainable manufacturing and optimized materials and interfaces for lithium metal batteries with digital quality control
Im Rahmen des SOLiD-Projekts wird eine Rolle-zu-Rolle (R2R)-Trockenextrusionsbeschichtung für die Mischung aus aktivem Kathodenmaterial, festem Polymerelektrolyt und leitenden Additiven verwendet.
Mit R2R-Schlitzdüsen beschichtete Grundierungen auf dem Kathodenstromkollektor werden die Haftung, Leistung und Korrosionsbeständigkeit der Zelle verbessern. Die Polymerelektrolytschicht wird mit R2R beschichtet, wobei ein optimales Design für den Schlitzdüsenkopf verwendet wird. Für die Li-Metall-Anode wird eine kosteneffiziente gepulste R2R-Laserabscheidung verwendet, bei der die Li-Dicke auf 5 µm reduziert wird. Die Li-Metallproduktion wird mit einem Inline-Prozess für die Grenzflächentechnik kombiniert, um Kompatibilität mit den anderen Schichten und Stabilität zu gewährleisten. Die Prozessentwicklung wird durch Digitalisierungsmethoden unterstützt, um eine fehlerfreie und kosteneffiziente Fertigung zu erreichen.
Coatemas Aufgaben im Projekt sind die Konstruktion von Schlitzdüsen für die Beschichtung von Solid State Polymer Electrolyte SSPE und die Entwicklung einer automatischen Spaltverstellung für Schlitzdüsen. Letztere wird auch in der Rückkopplungssteuerung für die automatisierte Beschichtungsentwicklung eingesetzt.
01/2023 – 12/2026 – Flex2Energy – Automated Manufacturing Production Line for Integrated Printed Organic Photovoltaics
https://cordis.europa.eu/project/id/101096803
Flex2Energy ist ein 48-monatiges Projekt mit dem übergeordneten Ziel integrierte Photovoltaik Produkte (IPV) herzustellen. Hierfür wird eine automatisierte R2R-Fertigungslinie (Rolle-zu-Rolle) für organische Fotovoltaik entwickelt.
Die Fertigungslinie besteht aus R2R-Druck- und automatisierten Bestückungsmaschinen mit robusten und anpassungsfähigen Inline-Messtechniken. Diese gewährleisten die Qualitätskontrolle und Analyse mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) und somit zur Umsetzung des Industrie 4.0-Konzepts.
Die genannten IPVs werden anhand kundenspezifischer Designs hergestellt, welche sich für denEinsatz in Gebäuden, Gewächshäusern für die Energieerzeugung und Ernte sowie für Dächervon Elektroautos eignen. Sie helfen dabei die benötigte Landschaftsfläche zu minimieren und energiefreundliche Gebäude zu ermöglichen. Die IPV-Produkte werden in speziellen Geschäftsbereichen (BIPVs, Agri-PVs, VIPVs) installiert und im Hinblick auf Leistung, Haltbarkeit sowie auf soziale und industrielle Akzeptanz bewertet.
- Entwicklung und Verbesserung von Fertigungswerkzeugen für das Design und die Ästhetik von OPV-Produkten, Inline-Prozess-Qualitätskontrolltechniken und leicht anpassbares Anlagendesign für gedruckte PV-Technologien
- Integration von Werkzeugen, Qualitätskontrollen und additiven Anlagen in Maschinen zur Entwicklung und Demonstration der automatisierten PL-Herstellung von IPVs
- Hocheffiziente Fertigung, langlebige gedruckte IPV-Produkte zu wettbewerbsfähigen Kosten
- Demonstration und Validierung von IPVs in energieeffizienten Gebäuden, in der Automobilindustrie und in der Landwirtschaft mit minimalen Auswirkungen auf Umwelt und Landschaft
- Entwicklung einer Marktstrategie und Überbrückung der Kluft zwischen PV- und Gebäudesektor
Cooperations partner: Coatema Coating Machinery GmbH, OET – Organic Electronic Technologies, Nanotechnology Lab LTFN, Mondragon Assembly, Semilab, Workshop of Photonics, Centro Ricerche Fiat (Crf), Alumil, Hellenic Organic & Printed Electronics Association (Hope-A), Pole Fibres Energivie (Pfe), Innovation Plasturgie Composites (Ipc), In-Core Systemes (Inc), Kiriakidis Vasilios S.A., Municipality of Alba Iulia (Alba), Depia Αutomations
07/2021 – 06/2025 – Technologien für innovative schaltbare Folien als Nachrüstlösung für energiesparende Fenster und Glasfassaden
Das Projekt FLEX-G 4.0 konzentriert sich auf die Entwicklung innovativer umschaltbarer elektrochromer (EC) Filme als kostengünstige Nachrüstlösung.
Diese Filme sollen auf bestehende Fenster laminiert werden und damit die gesamte solare Energieübertragung (g-Wert) der Fenster reduzieren und folglich den Energieverbrauch von Gebäuden senken. Das Hauptziel des Projekts besteht darin, Systemdesigns und Fertigungstechnologien für großflächige EC-Filme zu erforschen. Es untersucht auch Methoden zur Vor-Ort-Verarbeitung und Anwendung der Filme auf Fenstern und Fassaden in bestehenden Gebäuden.
Zusätzlich sucht das Projekt nach Lösungen für die Energieversorgung im Off-Grid-Betrieb, geeigneten Umschaltsstrategien und Sensor-Technologien für drahtlose und automatisierte Steuerung des Schaltzustands des Films. Die potenzielle energieeinsparende Wirkung wird in zwei betriebsbereiten Gebäuden bewertet. Die Expertise von Coatema in Präzisionsbeschichtungsmaschinen spielt eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung robuster, industrietauglicher Roll-to-Roll-Beschichtungs- und Laminierprozesse für elektrochrome Filmmethoden im Rahmen von Flex G4.0.
07/2022 – 06/2024 – TiKaBe – Ink Development for Fuel Cell Catalyst Coating
TiKaBe – Tintenentwicklung für die Brennstoffzellen-Katalysatorbeschichtung
Die weitreichende Nutzung der Protonenaustauschmembran (PEM) Brennstoffzellentechnologie erfordert die Entwicklung innovativer Ansätze zur effizienteren und schnelleren Herstellung der Membran-Elektroden-Einheit (MEA). Um die von der Industrie gesetzten Produktionsmengen und Kostenziele zu erreichen, müssen geeignete Hochgeschwindigkeits-Beschichtungsverfahren verwendet werden. Das Projekt "TiKaBe" (Tintenentwicklung für die Brennstoffzellen-Katalysatorbeschichtung) konzentriert sich auf die Entwicklung und Validierung von Katalysatortinten für groß angelegte Beschichtungsprozesse. Dieses Projekt ist Teil des gemeinsamen HyFab-Projekts, das eine Wissensbasis für die Automobil- und Zulieferindustrie schaffen soll, um die Technologie der Brennstoffzellenfertigung zu erforschen.
In diesem Zusammenhang ist die Coatema Coating Machinery GmbH aktiv an der Gestaltung des industriellen Beschichtungsprozesses beteiligt. Dabei wird das Konzept des digitalen Zwillings verwendet, um den Prozess zu entwerfen und auf ein Roll-to-Roll-System hochzuskalieren.
Kooperationspartner: Coatema, Fraunhofer ISE, IFA, assoziierte Partner: EKRA (ASYS) und Heraeus
08/2021 – 08/2024 – IDEEL
Implementation of Laser Drying Processes for Economical & Ecological Lithium Ion Battery Production – IDEEL
Die Fertigungskapazitäten für Batterietechnologien werden in diesem Jahrzehnt ein exponentielles Wachstum erfahren. Insbesondere in Deutschland und Europa spielen dabei im Zeichen des Klimawandels eine möglichst emissionsarme und energieeffiziente Produktion dieser Batterien eine entscheidende Rolle.
Die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien ist ein sehr energieintensiver Prozess bei dem über 50 % der entstehenden Energiekosten auf den Prozessschritt der Trocknung zurückzuführen sind.
Die beim Trocknungsprozess üblicherweise eingesetzten Konvektionstrockner tragen die Wärmeenergie nur indirekt in das Material ein und bergen ein erhebliches Potential zur Effizienzsteigerung. Einen vielversprechenden Lösungsansatz stellt daher die Trocknung mittels Diodenlaser dar. Neben der Steigerung der Energieeffizienz lässt sich der Energieeintrag deutlich schneller und flexibler regeln. Darüber hinaus wird durch die Integration von Thermographie-basierter Inline-Sensorik und Regelung die Prozesssteuerung verbessert und somit der Ausschuss reduziert.
Ziel des Forschungsprojektes IDEEL ist es zunächst im Rahmen der Materialentwicklung lasergeeignete Elektrodenrezepturen zu realisieren, um im Labormaßstab die notwendigen Verfahren für die Lasertrocknung zusammenzuführen. Auf Basis dieser Arbeiten werden parallel zur Skalierung des Gesamtprozesses weitere notwendige Verfahren entwickelt und implementiert. Coatema steht den Projektpartnern neben der beratenden Tätigkeit auch durch die Entwicklung, Integration und Realisation der Demonstration einer Lasertrocknungsanlage zur Seite, zur Erreichung eines Industrieniveaus mit Bahngeschwindigkeiten von bis zu 30 m/min und einer deutlichen Reduktion des Flächenbedarfs.
09/2022 – 05/2026 – WaterProof
WaterProof: urban Waste and water Treatment Emission Reduction by utilizing CO2 for the PROduction Of Formate derived chemicals
Wir leben in einer Zeit, in der die CO2-Menge in der Atmosphäre die Aufzeichnungen der letzten 800.000 Jahre übersteigt! Um die Auswirkung von CO2 auf die Umwelt abzuschwächen und den Klimawandel zu bekämpfen, um künftige Generationen auf der Erde zu schützen, ist das Kohlenstoffrecycling unabdingbar.
Neben vielen industriellen Prozessen ist der Betrieb von Kläranlagen eine der Quellen von Treibhausgasemissionen, insbesondere von Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4), sowie von indirekten Emissionen aus der Energieerzeugung.
Ziel des WaterProof-Projekts ist die Verbesserung des Kohlenstoffkreislaufs von Abfällen (Wasser) durch die Entwicklung eines innovativen und umweltfreundlichen Bioraffineriekonzepts mit Elektrolyseverfahren, das CO2-Emissionen aus städtischen Abfallbehandlungsanlagen in Ameisensäure und schließlich in Verbrauchsprodukte wie Waschmittel, Fischleder usw. umwandelt. In WaterProof bringen 12 europäische Partner, darunter Coatema Coating Machinery GmbH, Avantium Chemicals Bv, Avantium Support Bv, Fundacion Para El Desarrollo y La Innovacion Tecnologica, Fundacion Tecnalia Research & Innovation, Stichting Waternet, Ecover Co-Ordination Center, Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation GmbH, Nordic Fish Leather ehf, IZES gGmbH, Frames Renewable Energy Solutions B.V., NV HVC und Corporacion Centro De Ciencia y Tecnologia De Antioquia bündeln ihr Wissen, ihre Erfahrung und ihre technischen Ressourcen, um die Projektziele zu erreichen. Coatema Coating Machinery GmbH spielt in enger Zusammenarbeit mit Avantium eine wichtige Rolle bei der Hochskalierung der Produktion von Gasdiffusionselektroden (GDL) in WaterProof. Zu diesem Zweck wird Coatema eine entsprechende Rolle-zu-Rolle-Anlage konzipieren und entwickeln, indem die Click&Coat-Pilotanlage mit einem Hochtemperatur-Kalandermodul und einem Beschichtungssystem für die Suspensionsbeschichtung aufgerüstet wird.
Website: https://www.waterproof-project.eu/
09/2022 – 08/2025 – NOUVEAU
Novel Electrode coatings and Interconnect for sustainable and Reusable SOEC
Die Nachfrage nach grünem Wasserstoff und erneuerbarer Stromerzeugung steigt rasant an. Die Festoxid-Elektrolysezelle (SOEC) ist eine Schlüsseltechnologie für die Herstellung von Wasserstoff mit hohem Wirkungsgrad. Eine Einschränkung bei der Herstellung von SOEC ist jedoch der hohe Bedarf an Seltenen Erden (REE), der den Engpass für ihre Massenproduktion darstellt. Ziel des NOUVEAU-Projekts ist die Herstellung innovativer und optimierter Elektroden- und Verbindungsmaterialien mit einem um mindestens 30 % geringeren La- und 20 % geringeren Cr-Gehalt und aus recycelten Quellen. Dies ermöglicht die Herstellung von SOECs zu geringeren Kosten, mit verbesserter Lebensdauer und nachhaltigem Design.
Um die Ziele des NOUVEAU-Projekts zu erreichen, arbeitet die Coatema Coating Machinery GmbH mit anderen europäischen Partnern zusammen, darunter VITO, Forschungszentrum Jülich, Marion Technologies, Eindhoven University of Technology, QSAR Lab, IMDEA Energy, CNRS – Centre National de la Recherche Scientifique und Fiaxell SOFC Technologies.
Für die Hochskalierung des Elektrodenbeschichtungsprozesses wird Coatema ein einzigartiges Doppelschlitzdüsensystem entwickeln, um das Konzept der Gradientenbeschichtung auf den Rolle-zu-Rolle-Prozess zu übertragen und Elektroden mit optimierter Mikrostruktur herzustellen. Darüber hinaus wird Coatema im Rahmen des NOUVEAU-Projekts ein energieeffizientes Trocknungsverfahren entwickeln, das das traditionelle Konvektionstrocknerkonzept mit einer strahlungsbasierten Technologie kombiniert, um den Elektrodenherstellungsprozess weiter zu verbessern.
Website: https://www.nouveau-project.eu/
