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 3,3 Prozent (2017: 3,1 Prozent) leicht über dem Vorjahr.

Im Geschäftsjahr 2018 haben wir 87 Erfindungen zum Patent angemeldet (2017: 88). Unser Patentportfolio umfasst derzeit weltweit rund 3.900 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 F & E-Labore, Pilotreaktoren und Laborausstattung investiert. Beispiele sind ein Scale-up-Labor in Burghausen und die Laborraumerweiterung von WACKER POLYMERS in Korea. Weitere Investitionen gingen in Mess- und Analysegeräte an deutschen Standorten und bei Tochtergesellschaften im Ausland.

Investitionen in F & E-Einrichtungen

Ein Großteil unserer F & E-Kosten entfiel auf die Entwicklung neuer Produkte und Produktionsverfahren. Unsere Wissenschaftler arbeiten derzeit an rund 270 Projekten, davon betreffen 14 Prozent strategische Schlüsselprojekte. 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 2018

Mit unserer Initiative „New Solutions“ entwickeln wir technisch und kommerziell überlegene Lösungen für neue Anwendungen. Die Kompetenzen werden konzernweit bereichsübergreifend gebündelt und bedarfsgerecht eingesetzt. In diesem Programm bearbeiten wir rund fünf Prozent unserer Projekte. Im Jahr 2018 haben wir im Rahmen dieser Initiative ein Projekt im Bereich Gebäudeisolierung gestartet.

Einige unserer Forschungsprojekte werden durch Zuwendungen von öffentlicher Hand gefördert. Der Schwerpunkt dieser Projekte lag im Berichtszeitraum auf der Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien.

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.

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 2018 arbeitete WACKER bei rund 45 Forschungsvorhaben mit 40 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 2018 haben wir rund 160 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, neue Produkte und Prozesse effizient zu entwickeln. Außerdem erschließt sie neue Geschäftsfelder, die zu den Kernkompetenzen des Konzerns passen. Unsere Wissenschaftler und Ingenieure erforschen wissenschaftliche Grundlagen, entwickeln neue Produkte, 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 2018 bei WACKER 728 Mitarbeiter beschäftigt (2017: 728). Dies entspricht 5,0 Prozent der Mitarbeiter im Konzern (2017: 5,3 Prozent). Davon arbeiteten 575 Mitarbeiter bei der Forschung und Entwicklung in Deutschland und 153 im Ausland.

Organisation von Forschung und Entwicklung

Alexander Wacker Innovationspreis

Den mit 10.000 € dotierten Alexander Wacker Innovationspreis verleihen wir seit dem Jahr 2006 abwechselnd in den Kategorien Produkt- und Prozessinnovation sowie Grundlagenforschung. Im Jahr 2018 sind zwei Chemiker aus Burghausen in der Kategorie Produktinnovation ausgezeichnet worden. Sie haben Bindemittel entwickelt, mit denen besonders leistungsfähige Kleb- und Dichtstoffe, Holzlacke und Beschichtungsmittel hergestellt werden können. Einsatzgebiete sind unter anderem Parkettkleber, Fugenmörtel, Rissvergussmassen, Anstrichmittel, Fliesenkleber oder abriebfeste Beschichtungen für Betonböden, die unter dem Markennamen GENIOSIL^® STP-E vertrieben werden.

Ausgewählte Forschungsthemen des Zentralbereichs Forschung und Entwicklung

Ein Schwerpunkt unserer 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, auf Silicium basierende Anodenmaterialien zu entwickeln, um die Kapazität und Energiedichte von Lithium-Ionen-Zellen signifikant zu steigern. Industriell gefertigte Testzellen zeigen abhängig vom Zellformat eine bis zu 30 Prozent höhere Kapazität als graphitbasierte Referenzzellen. Entsprechende Entwicklungsprodukte befinden sich bei namhaften Zellherstellern in der Evaluierung.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt sind unsere Arbeiten an ESETEC^® 2.0, einem mikrobiellen Produktionssystem für die Biopharmazeutika-Klasse der Antikörperfragmente. WACKER entwickelt eine neue Generation von ESETEC^®-Stämmen, die bei der Kontrolle von Proteinproduktion, -faltung und -freisetzung flexibler für neue Pharmaproteinklassen sind. Ein neues Konzept der ESETEC^® 3.0-Stämme wird ermöglichen, die Freisetzung eines Proteins gezielt zum idealen Zeitpunkt im Prozess zu induzieren.

Ausgewählte Forschungsprojekte aus unseren Geschäftsbereichen

Die Forscher von WACKER SILICONES haben Mehrlagensysteme unserer ultrapräzisen Siliconfolien weiterentwickelt: Mit neuen Silicon-Elektrodenmaterialien haben wir Mehrlagenstapel hergestellt; diese können als Aktoren eingesetzt werden, um elektrische Signale z. B. in mechanische Bewegung umzusetzen. Wir haben selbsthaftende Elastomere entwickelt, die schon bei niedrigen Temperaturen auf verschiedenen Substraten gut haften. Neue Klebertypen auf Basis unserer hochreaktiven, silanterminierten Polymere weisen in Kombination mit Siliconharzen eine hervorragende Bindekraft auf.

Wir arbeiten an Prinzipien zum kontrollierten Auslass von Wirkstoffen aus siliconhaltigen Netzwerkstrukturen, die z. B. in Wund- und Medizintechniken eingesetzt werden. Unsere sphärischen Siliconharzpartikel stellen eine neue Plattform für vielfältige Anwendungen z. B. in Kosmetikprodukten dar. Ein Schwerpunkt unserer Forschung bleiben Kompositmaterialien, also Verbundwerkstoffe aus Siliconharzen und natürlichen Füllstoffen bzw. hochfesten Fasern. Sie werden z. B. als Kunststein oder als Strukturbauteil in der Bau-, Energie- und Automobilindustrie eingesetzt.

WACKER POLYMERS legt einen Forschungsschwerpunkt auf funktionelle polymere Bindemittel, die unter anderem in der Baubranche eingesetzt werden. Wir verbessern fortlaufend Produkte, 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 auf den Markt gebracht, mit denen veredelte Dispersionsfarben, Kleb- und zementäre Baustoffe hergestellt werden.

Die Forschung von WACKER BIOSOLUTIONS stärkt die biotechnologische Kompetenz dieses Geschäftsbereichs. Wir arbeiten an Produktionsverfahren und Technologien, um hochwertige, bioaktive Substanzen zum Einsatz in der Nahrungsmittelbranche und als Nahrungsergänzungsmittel herzustellen. Wir entwickeln unsere Produktionsplattform ESETEC^®, um die Produktion auch schwierig zugänglicher pharmazeutisch aktiver Proteine zu ermöglichen. Bei Cyclodextrinen entwickeln wir Anwendungen im Pharma- und Agrobereich sowie für industrielle Anwendungen.

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 fast 22 Prozent aus. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel der eingestrahlten Energie eine Solarzelle in Strom umwandelt. Monokristalline Hochleistungszellen, z. B. Heterojunction- oder Interdigitated-Back-Contact-Solarzellen, erreichen Wirkungsgrade von 22 bis 24 Prozent. Solche Hochleistungssegmente setzen die hohe Qualität des Polysiliciums von WACKER voraus.