Magnetohydrodynamik

Die Magnetohydrodynamik (MHD) untersucht die Wechselwirkung zwischen elektrisch leitfähigen Fluiden und elektromagnetischen Feldern. Die Forschung am HZDR widmet sich

• einzigartigen Laborexperimenten im Bereich Geo- und Astrophysik (u. a. zur Entstehung kosmischer Magnetfelder),
• Flüssigmetalltechnologien für Hochtemperatur-Energieübertragung, Flüssigmetallbatterien als stationäre Energiespeichern, beim Einsatz in der Eisen- und Nichteisenmetallurgie, sowie beim Gießen von Stahl und Leichtmetallen,
• innovativen Methoden zur Elektrifizierung industrieller Prozesse bei hohen Temperaturen, und
• der Entwicklung spezieller Messtechniken für Flüssigmetalltechnologien und elektrifizierte Industrieprozesse.

Forschung

Geo- und Astrophysik

Kosmische Magnetfel­der werden durch durch den hydro­magnetischen Dynamoeffekt erzeugt und spielen ­ver­mittels der Magnetorotations-Instabiliät (MRI) eine wesentliche Rolle bei der kosmischen Strukturbildung. Flüssigmetall-Experimente können zum besseren Verständnis dieser fundamentalen Prozesse beitragen.

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Energiespeiche­rung und -wand­lung mit Flüssigmetallen

Flüssigmetalle bieten beim Einsatz in Energiespeichern und bei der Energieumwand­lung eine Reihe von Vorteilen: kostengünstige Herstel­lungs­verfahren, hohe Zyklenzahlen und gute Skalierbar­keit.

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Elektro­magnetische Prozesskontrolle

Die angestrebte Optimie­rung von Prozessen in der Metallurgie oder bei der Kristallisation von Halbleiter­materialien hinsichtlich Produktqualität und Energieeffizienz setzt ein tiefgreifendes Verständnis von den Strömungs­vorgängen in den Schmelzen voraus.

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Messtechnik für Flüssigmetalle und elektrifizierte Industrieprozesse

Die Kenntnis der Strömung oder der Gas­vertei­lung in flüssigen Metallen ist sowohl für Experimente im Labor als auch für industrielle Anwendung von großer Bedeu­tung. Aufgrund der Lichtundurchlässig­keit dieser Fluide können etablierte optische Methoden nicht eingesetzt werden. Zusätzlich stellt die Korrosivität und die hohen Temperaturen der Schmelzen große Herausforde­rungen an die Messtechnik.

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Elektrifizie­rung industrieller Prozesse

Innovative elektrische und induktive Heiz­techno­logien werden in Hochtemperaturprozessen der Stahlerzeu­gung, Glas- und Keramikproduktion, der Zementindustrie und der chemischen Verfahrenstechnik implemen­tier­t, um fossile Quellen zu ersetzen.

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