Das Kooperationsnetzwerk
Über das Netzwerk - wirtschaftliche Ziele
Das Kooperationsnetzwerk strebt die endgültige Ablösung der bisherigen Technologien/Praxis im Bereich der Kryokühlung unter 2 Kelvin, bis herunter zu 50 mK an.
In den letzten 20-30 Jahren haben sich die sogenannten „trockenen“ Kryokühler (Gifford McMahon, Pulsrohrkühler…), bei denen nur noch im Inneren Helium-3 oder -4 verwendet wurde, stark weiterentwickelt.
Bislang wurde in diesem Temperaturbereich ganz überwiegend die sogenannte Helium-Mischkühlung (He-3/He-4) vorgesehen. Diese ist nur durch eine fest einzubauende, große Apparatur mit größeren Tanks für He-3 und -4 und besonderen Pumpen etc. möglich. Sie erfordert besondere Kenntnisse für Wartung und Betrieb, d.h. eigenes Personal, und ist daher für viele Forschungseinrichtungen und die dauerhafte Nutzung an einer Vielzahl von Endgeräten nicht geeignet. Durch das nötige Nachfüllen von zum Teil verdampfendem Helium wird sie daher als nicht „trocken“ bezeichnet. Moderne Mischungskryostate erreichen typische Kühlleistungen von etwa einem halben Milliwatt und Endtemperaturen von wenigen Millikelvin.
Diese Technologie ist in Zukunft kaum noch umsetzbar, da der Preis von He-3 von 100 US$ (um das Jahr 2000) auf über 2.000 US$ pro Liter seit etwa 2016 stieg. Siehe dazu
Darstellung der Ausgangssituation (Markt und Wettbewerb)
Besondere Märkte für den Bereich von „Kryo-Technologien“ (im Bereich von unter 60K, d.h. Flüssigstickstofftemperaturen), sind die o.g. Bereiche, wie „Halbleiter“, insbesondere Messsysteme, supraleitende Sensoren (in vielen Märkten vertreten), supraleitende Magnete (zunehmend auch für elektrische Antriebe, wie z.B. für das „elektrische Fliegen“), Anwendung von Supraleitern in Stromnetzen und natürlich die aufkommenden „Quantentechnologien“.
Gerade die Quantentechnologien bieten einen auch stark wachsenden und frühen Markteintritt und zwar im Bereich der universitären Forschung. Weltweit werden Ausgaben in diesem Sektor von rund 1,5 Mrd. € geschätzt. Daraus leitet sich für Deutschland, bei einem geschätzten Anteil von 6-10% ein Anteil von 100 bis 150 Mio. Euro ab.
Erläuterung der wirtschaftlichen Ziele sowie der Erwartungen der Netzwerkpartner
Die Netzwerkpartner erwarten vom Kooperationsnetzwerk eine Unterstützung und unter den Partnern einen Austausch in dem Sinne, dass neue, verbesserte Kryokühler und -produkte entwickelt werden können, welche den jeweiligen Partnern, etwa in der Halbleiter-Industrie oder auf dem Sensor-Markt oder in der Anwendung von Supraleitern in Stromnetzen oder bei elektrischen Motoren oder in der Forschung einen Wettbewerbsvorteil bieten.
Dies entweder durch die erstmalige Zurverfügungstellung solcher Kryomaschinen oder durch deutliche Effektivitätssteigerungen oder Kostensenkungen solcher Maschinen – im Vergleich zur Helium-Mischkühlung.