Mission Statement

Die Industrieproduktion unterliegt derzeit in ihrem gesamten Wertschöpfungszyklus dem größten Wandel seit dem Beginn der Industrialisierung. Lineare Prozessketten sind durch geschlossene Kreisläufe zu ersetzen und die Energiebereitstellung ist vollständig auf erneuerbare bzw. CO2-arme Energiequellen umzustellen. Unsere Kernkompetenzen, die sich entlang des gesamten Wertschöpfungskreislaufs vom Rohstoff zum fertigen Produkt bis zum Recycling erstrecken, ermöglichen eine ganzheitliche Adressierung dieser technologischen Herausforderungen. Wir betrachten es es als unsere zentrale Aufgabe, die Prinzipien der Nachhaltigkeit in dieser Wertschöpfungskette zu etablieren und modernste Herstellungs- und Fertigungsverfahren zu entwickeln, die energieeffizient, klimaneutral und hinsichtlich des Stoffflusses zirkulär sind (Sustainable Processes).

• Vernetzung der Werkstoff- bzw. Produkterzeugung mit den Sammelsystemen in der Abfallwirtschaft und Abfallverwertungstechnik, der Aufbereitung sowie den eigentlichen Recycling- und Verwertungsverfahren sowie die Bereitstellung und Optimierung von Recyclingtechnologien zur Ergänzung von primären Ressourcen Metallurgie sowie Werkstoff- und Produktdesign unter Berücksichtigung einer nachhaltigen Rohstoffbasis und der Rezyklierbarkeit (Zero Waste)
• Disassembly und Re-Use-Strategien, die Entwicklung von Life-Cycle-Betrachtungen, von Technikfolgenabschätzungen sowie die Definition von Benchmarks für Energie- und Materialeffizienz
• Werkstofforientierter Maschinenbau, Einsatz von Additive Manufacturing sowie Smart Predicitve Analytics zur Transformation der Industrieproduktion zur Circular Economy
• Dekarbonisierung der Industrie durch Einsatz energieeffizienter Technologien, sowie durch die Integration dezentraler und fluktuierender Energieerzeugung mit neuen Methoden der Energieverteilung und Energiespeicherung sowie der Sektorenkopplung in der Energietechnik
• Energetische Prozessoptimierung bestehender und neu zu errichtender Produktionsstandorte durch Vernetzung bisher ungenutzter Überschussenergien (z.B. Wärme) mit Bedarfsträgern an anderen Produktionsbereichen oder zu anderen Zeiten. Hochtemperatur- und Thermoprozesstechnik in der energieintensiven Industrie
• Technischer Klimaschutz, Umwelt- und Verfahrenstechnik, insbesondere Verwertung von CO2 über Carbon Capture and Utilisation (CCU) als CO2-Minderungs- und Verwertungsmaßnahme
• Wasserstoff als Energievektor der Zukunft und Reduktionsmittel in der Metallurgie. Erzeugung von Wasserstoff mit reduziertem CO2-Fußabdruck durch Methanpyrolyse, die rohstoffliche, werkstoffliche und prozesstechnische Fragestellungen in sich vereint
• Biogene Materialien als Rohstoffquelle neben ihrer herkömmlichen Nutzung als Werkstoff oder Energieträger zur Transformation der fossilen Basis von chemischen und petrochemischen Produkten auf erneuerbare Quellen
• Design to Sustainablity, sowohl auf Produkt- als auch auf Prozessebene

Werkstoffe haben die gesellschaftliche und wirtschaftliche Entwicklung der Menschheit in allen Zeiten entscheidend geprägt. Smarte Werkstoffe und Werkstoffsysteme mit neuen Funktionalitäten und verbesserter Leistung bei gleichzeitig möglichst geringem Ressourcenverbrauch und kleiner Umweltbelastung bei der Herstellung sowie guter Desintegrations- und Rezyklierbarkeit am Ende ihrer Lebensdauer werden von der EU als Schlüsseltechnologie bezeichnet.

Im Kompetenzbereich „Smart Materials“ wird ein vertieftes Verständnis des inneren Aufbaus und der damit verknüpften Eigenschaften von Werkstoffen und Werkstoffsystemen in den essentiellen Werkstoffklassen (Metalle und ihre Legierungen, intermetallische Werkstoffe, keramische Werkstoffe, polymere Werkstoffe, Halbleiterwerkstoffe und Werkstoffe der Elektronik, Verbund- und Multimaterial-Werkstoffe) gewonnen. Wissenschaftliche Durchbrüche wurden im Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen auf allen Größenskalen und Hierarchieebenen, in der Integration mehrerer Funktionen in Bauteile, in der Miniaturisierung von Systemen und im Verständnis des physikalischchemischen Verhaltens von Grenzflächen und Oberflächen erzielt. Beispiele für international beachtete Erfolge der Montanuniversität in der Werkstoffforschung manifestieren sich beispielsweise durch Zuerkennung von drei ERC-Grants und Auszeichnungen durch die mehrfache Verleihung des Houska-Preises.

• Metallische Konstruktionswerkstoffe für neuartige Stähle für Automobil- und Werkzeuganwendungen
• Intermetallische Werkstoffe und Refraktärmetalle für Hochtemperatur-Anwendungen und für die Medizintechnik
• Funktionswerkstoffe mit besonderem Fokus auf neue Konzepte für Werkstoffe der Energietechnik, um die Effizienz von alternativen Energietechnologien zu steigern und neue Techniken für die Energieumwandlung und -speicherung voranzutreiben
• Werkstoffe für Mikroelektronik, flexible Elektronik sowie für die Kommunikation (5G-Technologie)
• Entwicklung von Polymeren und Reaktionsharzen für Additive Manufacturing, biogene Kunststoffe und Compounds
• Energieeffizienz in der Verarbeitung von Compositen und Elastomeren
• Entwicklung von Konzepten für die Lebensdauervorhersage von Kunststoffen, das Design von Materialien für Leichtbau und Hybridstrukturen und das Recycling von Kunststoffen (Circular Economy)
• Nachhaltiges Werkstoffdesign unter Einbeziehung verfügbarer Rohstoffe und der Rezyklierbarkeit
• Virtual Materials Design

Mineralische Rohstoffe bilden die Grundlage für wirtschaftliche Entwicklung und Wohlstand. Dies gilt gerade in Zeiten sich verändernder ökologischer und gesellschaftlicher Rahmenbedingungen, wie Klimawandel und Energiewende. Die Erforschung der Entstehung, Gewinnung und nachhaltigen Nutzung von festen, flüssigen und gasförmigen Rohstoffen ist daher vor dem Hintergrund des steigenden Rohstoffbedarfs der Menschheit und steigender Ressourcenknappheit von größter gesellschaftlicher Relevanz.

Der Einfluss des Menschen auf die Klimaänderung ist wesentlich vom Verbrauch und der Art der Nutzung der Ressourcen abhängig. Die CO2-Problematik führt u.a. zur Suche nach Alternativen zu karbonatischen Rohstoffen und daraus hergestellten Produkten. Im Rahmen der Energiewende wird die Bedeutung spezieller Rohstoffe (z.B. Seltene Erden, Lithium, Kobalt, etc.) zunehmen. Der relative Anteil der fossilen Energierohstoffe am Energieverbrauch wird sinken. Erdöl und Erdgas werden aber als Brückentechnologie und hinsichtlich CO2 neutraler Nutzung weiter wichtig bleiben. Die veränderte ökonomische Bedeutung einzelner Rohstoffe und das Versorgungsrisiko führten zur Definition von kritischen/strategischen Rohstoffen, deren Bedarf weiterhin steigen wird. Dem Konzept der Nachhaltigkeit kommt bei der zukünftigen Gewinnung, Verarbeitung und dem effizienten Einsatz der Ressourcen eine weiter steigende Bedeutung zu.

• Entwicklung und Anwendung geophysikalischer Verfahren zur Untersuchung der Erdkruste (Seismik, Bohrlochmessungen, Petrophysik inklusive (Paläo-)Magnetik)
• Lagerstättenbildung im regionalen und geodynamischen Rahmen
• Berg- und Tunnelbau mit besonderem Fokus auf neue ressourcen- und energieeffiziente Technologien, die Digitalisierung der Verfahrensprozesse, der Entwicklung neuer Abbauverfahren, die Geotechnik sowie die Ausrüstungs- und Sicherheitstechnik für Bau und Betrieb von Untertageanlagen. Dabei steht mit dem Zentrum am Berg (ZaB) ein europaweit einzigartiges Großforschungslabor zur Verfügung.
• Rohgutanalytik, Eignung von Rohstoffen und Anforderungen an diese sowie den daraus hergestellten Produkten zur Entwicklung und Optimierung von Verfahrensabläufen
• Veredlungstechnologien zur innovativen Nutzung von Rohstoffen
• Entwicklung der wissenschaftlichen Basis für Rohstoff-Zertifizierung zur Kennzeichnung von Produkten, die aus unter Einhaltung ethischer Mindeststandards gewonnenen und gehandelten Rohstoffen erzeugt wurden.
• Digitalisierung der Kernprozesse
• Sicherstellung der Energieversorgung durch
  • Erforschung der Entstehung und nachhaltigen Nutzung von Kohlenwasserstofflagerstätten, wobei kosteneffizienten Bohrverfahren und der Erhöhung der Nutzung von Lagerstätten besondere Bedeutung zukommt.
  • Nutzung der Geothermie
  • Nutzung des Untergrundes zur Speicherung von Wasserstoff, wasserstoffbasierten Rohstoffen, CO2 und Wärme. Dies erfordert die Nutzung von Synergien durch intensivierte Disziplinen-übergreifende Zusammenarbeit des Rohstoffsektors mit Bereichen der Verfahrenstechnik, Werkstoffe etc.