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Forschung für die Menschen

11.10.2007
Wasser und Energie sind die Voraussetzung allen Lebens - und damit auch der menschlichen Existenz. Die Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft erarbeiten Lösungen für die drängenden Probleme der Zukunft: Sie entwickeln heute Technologien, die das Leben morgen einfacher, gesünder und sicherer machen.

Die große Herausforderung des 21. Jahrhunderts ist die Versorgung einer noch immer wachsenden Weltbevölkerung mit den lebensnotwendigen Ressourcen. Mehr als sechs Milliarden Menschen brauchen saubere Luft zum Atmen, Trinkwasser und Grundnahrungsmittel, Arbeit, Wohnraum, Gesundheitsversorgung und sie wünschen sich darüber hinaus Sicherheit. Die Wissenschaftler und Ingenieure der Fraunhofer-Gesellschaft leisten mit ihren Forschungsprojekten einen wichtigen Beitrag zur Lösung aktueller und künftiger Probleme. Energie, Wasser, Gesundheit und Sicherheit sind strategische Schwerpunkte der Fraunhofer-Gesellschaft.

Forschungsschwerpunkt Energie

Der Ölpreis steigt. Die fossilen Rohstoffe gehen zur Neige. Doch die Menschen brauchen in Zukunft Energie - zum Kochen, Heizen, um sich fortzubewegen. Die Konsequenzen liegen auf der Hand: Energie muss künftig effektiver genutzt, Öl zunehmend durch regenerative Energiequellen ersetzt werden. Die Forscher haben diese Herausforderung erkannt. Im Fraunhofer Themenverbund Energie arbeiten sie beispielsweise institutsübergreifend und interdisziplinär an der Entwicklung einer neuen Generation von Brennstoffzellen, an der technischen Verbesserung von Windkraftanlagen, aber auch an Innovationen für die Solartechnik.

Noch spielt die Photovoltaik - die Stromgewinnung aus Sonnenenergie - nur eine geringe Rolle. Doch das soll sich ändern: Die Experten rechnen mit einer Steigerung von derzeit 0,1 Prozent der Gesamtenergieproduktion auf bis zu 50 Prozent im Jahr 2050. Die Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass Solarzellen billiger werden. Die Kosten lassen sich auf zweierlei Weise reduzieren: durch Einsparungen bei den Produktionskosten und durch Erhöhung des Wirkungsgrads. Die Forscher verfolgen beide Ansätze und entwickeln Lösungen, die den Unternehmen helfen, die Kosten zu senken und so auf dem Weltmarkt konkurrenzfähig zu bleiben. Derzeit liegen deutsche Solarzellenhersteller hinter Japan an der Weltspitze. Um den Unternehmen den Zugang zu neuen Technologien zu erleichtern, baut die Fraunhofer-Gesellschaft jetzt an zwei Standorten neue Forschungseinrichtungen auf: In Halle an der Saale entsteht das Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP und in Freiberg, Sachsen, das Fraunhofer-Technologiezentrum Halbleitermaterialien THM, eine gemeinsame Abteilung des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE.

Außerdem suchen die Forscher am ISE nach neuen Rohstoffen für die Solarzellenproduktion: Bisher benötigen die Hersteller hochreines Silizium, das teuer und nicht unbegrenzt verfügbar ist. Eine Alternative könnte künftig metallurgisches Silizium werden, das günstig ist aber Unreinheiten enthält. Durch verschiedene Prozessschritte wollen die Ingenieure dieses Material solarzellenfähig machen.

Forschungsschwerpunkt Wasser

Sauberes Trinkwasser ist in den meisten Ländern der Welt Mangelware. Für die Zukunft prognostizieren die Experten sogar Kriege ums Wasser. Die verbesserte Gewinnung, Aufbereitung und Verteilung der knappen Ressource ist daher auch bei Fraunhofer ein strategisch wichtiger Forschungsschwerpunkt. Die Wissenschaftler und Ingenieure bündeln jetzt in der neuen Allianz SysWasser ihr Know-how, das sie bei Projekten im In- und Ausland über Jahrzehnte gesammelt haben. Das Spektrum der Kompetenzen reicht von der Trinkwasserreinigung mit Elektroden, UV-Lampen und Membranfiltern bis hin zu Konzepten zum Wassermanagement in Wüstengebieten oder Megastädten.

Auch in Deutschland, einem Land, in dem kein Wassermangel herrscht, können neue Technologien helfen, den Verbrauch von kostbarem Trinkwasser zu verringern. Derzeit benötigt jeder Deutsche täglich 130 Liter sauberes Wasser, wobei er ein Drittel davon durch die Toilette spült. Pure Verschwendung. "Wasser ist eine unserer wertvollsten Ressourcen, viel zu schade, um sie für den Transport von Fäkalien zu vergeuden", sagt Prof. Dr. Walter Trösch vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart. Gemeinsam mit Dr. Werner Sternad vom IGB und Dr. Harald Hiessl vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI in Karlsruhe hat er das Dezentrale Urbane Infrastruktursystem DEUS 21 konzipiert und umgesetzt. Dieses Modell arbeitet mit bisher ungenutzen Ressourcen wie Regenwasser. Dieses lässt sich sammeln und dezentral als Brauchwasser ins Versorgungsnetz einspeisen. Für ihre Leistungen erhalten die Forscher den Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2007.

Forschungsschwerpunkt Sicherheit

Terroristische Angriffe, Industrieunfälle und Pandemien sind die Bedrohungen der Gegenwart. Forschung ermöglicht, etwas dagegen zu tun - ein Garant für Sicherheit kann sie nicht sein. "Eine der wesentlichen Aufgaben der zivilen Sicherheitsforschung ist, Risiken für unsere Gesellschaft zu erkennen, zu analysieren und schließlich Vorschläge zur Minderung oder Vermeidung des Risikos zu entwickeln", erklärt Prof. Dr. Hans-Jörg Bullinger, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. "Um die Sicherheitsforschung voran zu bringen, kann bereits vorhandenes Wissen aus unterschiedlichen Forschungsbereichen genutzt werden."

Die Fraunhofer-Gesellschaft hat die Sicherheitsforschung als eines von 12 Innovationsthemen identifiziert und liegt damit voll im Trend: Nationale Sicherheitsforschung ist auch ein wichtiger Teil der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Und europaweit sollen im 7. Forschungsrahmenprogramm der EU 1,4 Milliarden Euro investiert werden. Hintergrund dieses Engagements ist dabei nicht nur das Bedürfnis des Menschen nach besserem Schutz, sondern auch ein wirtschaftlicher Trend: Sicherheitstechnik entwickelt sich zu einem immer wichtigeren Geschäftsfeld. Der europäische Sicherheitsmarkt liegt derzeit mit 20 Prozent Weltmarkt-Anteil auf Platz zwei hinter den USA. Die Schwerpunkte sind: Sicherheitsdienstleistungen, elektronische Sicherheitssysteme sowie Sicherheit von Information und Kommunikation. Die Fraunhofer-Forscher helfen der Industrie durch neue technologische Entwicklungen, sich auf dem Weltmarkt zu behaupten. Von dieser Forschung profitierten allerdings nicht nur Unternehmen: Die fertigen Produkte kommen dem Menschen zugute, denn sie machen seine Welt ein kleines Stück sicherer.

Forschungsschwerpunkt Gesundheit

Nichts ist mehr wert als ein Menschenleben. Heute können mit Medikamenten und medizintechnischen Geräten Krankheiten besiegt werden, die früher tödliche Folgen gehabt hätte. Gleichzeitig sind die Anforderungen, die an die Wirksamkeit der Medikamente gestellt werden, gestiegen. Die Forscher vom Fraunhofer-Verbund Live Sciences steuern hier neue Technologien bei, die die Entwicklung beschleunigen und gleichzeitig Kosten sparen: In-Vitro-Testplattformen, Arrays zur Identifizierung der Wirkstoffe sowie Analysemethoden zur Untersuchung der Wirkung und Toxizität.

Eine weitere gravierende Veränderung, die sich derzeit vollzieht, ist der demographische Wandel: Schon bald wird das Gros der Bevölkerung der älteren Generation angehören. Die Menschen werden mehr medizinische Versorgung brauchen, viele werden Pflege benötigen. Neue Technologien tragen dazu bei, diese Anforderungen zu erfüllen. Die Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft erarbeiten beispielsweise intelligente Umgebungen, die Pflegebedürftigen helfen ihren Alltag allein zu meistern - im Notfall aber sofort Arzt oder Krankenhaus alarmieren. Eine andere vielversprechende Entwicklung ist der Digitale Patientenbegleiter: Das mobile Endgerät - Mobiltelefon oder PDA - erinnert an Arzttermine, gibt beim Einkaufen Ernährungstipps und spornt zu körperlicher Bewegung an. Zielgruppe sind Erwachsene, die ihre Lebens- und Ernährungsgewohnheiten aus medizinischen Gründen umstellen müssen, aber auch übergewichtige Kinder.

Dr. Janine Drexler | idw
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2007/10/Presseinformation11102007.jsp

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