Forschung und Entwicklung

Mit seiner Forschung und Entwicklung verfolgt WACKER drei Ziele:

• Wir suchen nach Lösungen für die Bedürfnisse unserer Kunden, um einen Beitrag zu deren Markterfolg zu leisten.
• Wir optimieren unsere Verfahren und Prozesse, um in der Technologie führend zu sein und nachhaltig zu wirtschaften.
• Wir konzentrieren uns darauf, innovative Produkte und Anwendungen für neue Märkte zu schaffen sowie Zukunftsfelder zu bedienen wie Energiespeicherung, Erzeugung regenerativer Energie, Elektromobilität, modernes Bauen und Biotechnologie.

Die F & E-Quote – das Verhältnis der Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen zum Konzernumsatz – liegt mit 3,1 Prozent (2016: 3,2 Prozent) auf Vorjahresniveau.

Im Geschäftsjahr 2017 haben wir 88 Erfindungen zum Patent angemeldet (2016: 96). Unser Patentportfolio umfasst derzeit weltweit rund 3.800 aktive Patente sowie 1.700 laufende Patentanmeldungen. F & E-Know-how mittels Lizenzen von Dritten erwerben wir nur in geringem Umfang. Bei Forschungskooperationen mit Hochschulen sind uns die Ergebnisse in der Regel mittels Übertragung der Nutzungsrechte oder kostenlos zugänglich.

Wir haben unter anderem in neue Pilotreaktoren und deren Automatisierung investiert, um erfolgreiche Produktentwicklungen vom Labor- in den Produktionsmaßstab zu skalieren. Ein Beispiel ist die Verdopplung der Polymersynthese-Kapazitäten für Forschungszwecke sowie der Laborraumausbau von WACKER POLYMERS in China. Weitere Investitionen gingen in die Automatisierung unserer Pilotpolymerisationsanlagen in den USA sowie in Laborausstattungen an deutschen Standorten und bei Tochtergesellschaften im Ausland.

Investitionen in F & E-Einrichtungen

¹ Ohne Siltronic AG

² Mit Siltronic AG

Ein Großteil unserer F & E-Kosten entfiel auf die Entwicklung neuer Produkte und Produktionsverfahren. Unsere Wissenschaftler arbeiten derzeit an rund 260 Projekten. Die Zukunftsfelder, in denen WACKER tätig ist, sind unter anderem Energiegewinnung und -speicherung, Elektronik, Automobil, Bau, Produkte für Haushalt, Medizin / Health Care und Kosmetik sowie Nahrungsmittel und Biotechnologie.

Struktur der F & E-Aufwendungen 2017

Im Jahr 2013 hatten wir die Initiative New Solutions gestartet, um technisch und kommerziell überlegene Lösungen für neue Anwendungen rasch zu entwickeln. Die Kompetenzen werden konzernweit bereichsübergreifend gebündelt und bedarfsgerecht eingesetzt. Im Jahr 2017 haben wir in diesem Programm ein neues Projekt im Bereich Elektromobilität gestartet. Einige unserer Forschungsprojekte werden durch Zuwendungen von öffentlicher Hand gefördert.

Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf zwei Ebenen

WACKER forscht und entwickelt auf zwei Ebenen: im Zentralbereich Forschung und Entwicklung sowie dezentral in den Geschäftsbereichen. Der Zentralbereich F & E koordiniert diese Arbeiten unternehmensweit und bindet andere Bereiche ein, beispielsweise die Ingenieurtechnik bei der Prozessentwicklung. Unsere Forschungs- und Entwicklungsprojekte stellen wir in einem Managementprozess konzernweit transparent dar. Im Projekt System Innovation (PSI) steuern wir unsere Produkt- und Prozessinnovationen konzernweit, indem wir Kundennutzen, Umsatzpotenzial, Profitabilität und Technologieposition systematisch bewerten.

Organisation von Forschung und Entwicklung

Strategische Zusammenarbeit mit Kunden und Forschungseinrichtungen

Unsere Geschäftsbereiche betreiben eine anwendungsnahe Forschung und Entwicklung. Sie konzentrieren sich auf Produkt- und Prozessinnovationen in der Silicon- und Polymerchemie, Biotechnologie sowie auf neue Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium. Um schneller und effizienter Forschungserfolge zu erzielen, kooperieren wir mit Kunden, wissenschaftlichen Instituten und Universitäten. Im Jahr 2017 arbeitete WACKER bei rund 26 Forschungsvorhaben mit mehr als 20 internationalen Forschungseinrichtungen auf drei Kontinenten zusammen. Die Themen unserer Kooperationen sind unter anderem Stromspeicherung, Prozesssimulation sowie Prozessentwicklung.

WACKER legt großen Wert darauf, den wissenschaftlichen Nachwuchs zu fördern und engen Kontakt zu den Hochschulen zu halten. Im Jahr 2017 haben wir rund 140 Abschlussarbeiten und Praktika mit Studenten an über 50 internationalen Hochschulen betreut. Die Wacker Chemie AG gründete im Jahr 2006 gemeinsam mit der Technischen Universität München (TUM) das am Forschungscampus Garching beheimatete Institut für Siliciumchemie, das wir seither fördern.

Forschungsarbeit bei WACKER

Die zentrale Konzernforschung hat die Aufgabe, wissenschaftliche Zusammenhänge zu erforschen, um neue Produkte und Prozesse effizient zu entwickeln. Eine weitere Aufgabe ist es, neue Geschäftsfelder, die zu den Kernkompetenzen des Konzerns passen, zu erschließen und aufzubauen. Unsere Wissenschaftler und Ingenieure erforschen wissenschaftliche Grundlagen, entwickeln neue Produkte und Prozesse und verbessern bestehende Verfahren. Unsere Laboranten und Techniker in der Forschung und Entwicklung, in der Anwendungstechnik und Betriebsunterstützung arbeiten in unseren Laboren sowie Produktions- und Pilotanlagen und begleiten Applikationsversuche bei Kunden. In der Forschung und Entwicklung waren im Jahr 2017 bei WACKER 728 Mitarbeiter beschäftigt (2016: 695). Dies entspricht 5,3 Prozent der Mitarbeiter im Konzern (2016: 5,2 Prozent). Davon arbeiteten 581 Mitarbeiter bei der Forschung und Entwicklung in Deutschland und 147 im Ausland.

Alexander Wacker Innovationspreis

Den mit 10.000€ dotierten Alexander Wacker Innovationspreis verleihen wir seit dem Jahr 2006 abwechselnd in den Kategorien Produktinnovation, Prozessinnovation und Grundlagenforschung. Im Jahr 2017 zeichnete die Wacker Chemie AG ein Forscherteam für die Aufklärung des Verhaltens von Siliconen im Hochtemperaturbereich aus. Vier Spezialisten aus dem konzerneigenen Forschungszentrum „Consortium für elektrochemische Industrie“ entwickelten hochtemperaturbeständige Siliconöle: Das Produkt HELISOL^® ermöglicht in Solarthermieanlagen Wirkungsgrade, die sich mit bisherigen Wärmeträgerflüssigkeiten nicht erreichen lassen.

Ausgewählte Forschungsthemen des Zentralbereichs Forschung und Entwicklung

Ein Forschungsschwerpunkt im Bereich Grundlagenforschung ist die Chemie des niedervalenten Siliciums zur mittel- bis langfristigen industriellen Nutzung, beispielsweise in der Katalyse. Dabei kooperieren wir eng mit dem Institut für Siliciumchemie der Technischen Universität München.

Ziel unserer Forschung zu Lithium-Ionen-Batterien ist es, hochkapazitive Anodenmaterialien zu entwickeln, um die Kapazität und Energiedichte von Lithium-Ionen-Zellen signifikant zu steigern. Testzellen zeigen eine bis zu 30 Prozent höhere Kapazität als graphitbasierte Referenzzellen. Wir haben Projekte zur Markteinführung gestartet.

ESETEC^® 2.0 ist ein hocheffizientes mikrobielles Produktionssystem für Antikörperfragmente. In der biotechnologischen Forschung entwickeln wir eine neue Generation von ESETEC^®-Stämmen, die Proteinproduktion, -faltung und -freisetzung weiter verbessert und damit flexibler für neue Biopharmazeutika ist.

Ausgewählte Forschungsprojekte aus unseren Geschäftsbereichen

Ein Themenschwerpunkt in der Forschung von WACKER SILICONES liegt auf wärmeleitfähigen Materialien zum optimalen Wärme- und Gewichtsmanagement in Batterien von Elektrofahrzeugen. Um die Produktivität in der Elektronik weiter zu erhöhen, erforschen wir lösemittelfreie, bei Raumtemperatur vernetzende Silicone zum optischen Kleben, Versiegeln und Einbetten von Bauteilen. Siliconfolien mit erhöhter dielektrischer Leitfähigkeit werden in dielektrischen Energieumwandlern mit erniedrigter Gebrauchsspannung eingesetzt. Wir arbeiten an siliconhaftenden Elektrodenmaterialien, um die Haftung und die Oberflächeneigenschaften zu verbessern.

Im Bereich Consumer Care entwickeln wir hydrophile Silicongele für eine schnelle Rückfeuchtung der Haut in kosmetischen Anwendungen. Wir arbeiten an neuartigen Antischaummittelkomponenten mit höchster Wirksamkeit. Die Synthese von Siliconharzen und Siliconhybridmaterialien ist Basis unserer Forschung an lösemittelhaltigen organischen Systemen für Beschichtungen und Bauanwendungen.

WACKER POLYMERS legt einen Forschungsschwerpunkt auf funktionelle polymere Bindemittel und Systemlösungen unter anderem für die Baubranche. Wir arbeiten an noch nachhaltigeren Produkten, die frei von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) sind. Einen Fokus setzen wir auf nachwachsende Rohstoffe. Im Berichtszeitraum haben wir funktionalisierte Polymerdispersionen, polymere Dispersionspulver und polymere Harze zur Herstellung von veredelten Dispersionsfarben, Kleb- und zementären Baustoffen auf den Markt gebracht.

Mit seinen Forschungsaktivitäten stärkt WACKER BIOSOLUTIONS seine biotechnologische Kompetenz. Wir entwickeln Produktionsverfahren für hochwertige bioaktive Substanzen und verbessern kontinuierlich unsere Produktionssysteme für Pharmaproteine. Auf Basis unserer Cyclodextrin-Plattform entwickeln wir neue Anwendungen im Pharma- und Agro-Bereich sowie für industrielle Anwendungen. Den 3D-Druck für individualisierbare Kaugummiformen haben wir im Berichtszeitraum u. a. auf Messen vorgestellt.

Die technologische Entwicklung der Solarmodule macht enorme Fortschritte über alle Schritte der Wertschöpfungskette. Parallel steigt der Zellwirkungsgrad kontinuierlich. Höchste Zellwirkungsgrade können nur mit höchstreinem Polysilicium erzielt werden, wie es von WACKER POLYSILICON produziert wird. Referenzstudien wie die International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) weisen für monokristalline Solarzellen mit PERC-Technologie (Passivated Emitter Rear Cell) Wirkungsgrade von über 21 Prozent aus. Monokristalline Hochleistungszellen, z. B. Heterojunction oder Interdigitated Back Contact Solarzellen, erreichen Wirkungsgrade von 22 bis 24 Prozent. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel der eingestrahlten Energie eine Solarzelle in Strom umwandelt.