Energie & Elektrotechnik

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Exzitonenspaltung – ein Photon rein, zwei Elektronen raus

Die Photovoltaik, also die Umwandlung von Licht in Elektrizität, ist eine Schlüsseltechnologie für eine nachhaltige Energieversorgung. Bei nur wenigen molekularen Materialien wie Pentacen wird ein Photon in zwei Elektronen umgewandelt. Diese Anregungsverdopplung, die als Exzitonenspaltung bezeichnet wird, könnte für die Entwicklung hocheffizienter Photovoltaik äußerst nützlich sein, insbesondere um die vorherrschende Technologie auf Siliziumbasis zu verbessern. Ein Forschungsteam des FHI, der TU Berlin und der Uni Würzburg hat einen ultraschnellen Film der Umwandlung von Photonen in Elektrizität aufgenommen und damit eine…

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Aus heißem Tiefenwasser lässt sich Lithium gewinnen

Energiespeichermaterialien: Geothermie ermöglicht nicht nur eine nachhaltige Strom- und Wärmeversorgung, sondern nebenbei auch eine regionale Lithium-Gewinnung. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der EnBW haben ein Lithium-Ionen-Sieb aus einem Lithium-Mangan-Oxid hergestellt und zur Adsorption von Lithium aus geothermalen Solen eingesetzt. Das Nutzen heimischer Lithium-Quellen kann künftig dazu beitragen, dem steigenden Bedarf an dem als Energiespeichermaterial unverzichtbaren Leichtmetall zu begegnen. Die Forschenden berichteten in der Zeitschrift Energy Advances, die die Arbeit nun als eines der „Outstanding Paper 2022“ würdigt….

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Farbige PV-Module erreichen Marktreife

… mit Fraunhofer ISE Patent. Gerade für bauwerkintegrierte Photovoltaik, die Dach- und Fassadenteile ersetzt, sind farbige PV-Module eine attraktive Alternative zu den klassischen schwarz-blauen Solaranlagen. Bisher musste man dafür erhebliche Einbußen beim Wirkungsgrad in Kauf nehmen. Nun gibt es eine Alternative auf dem PV-Markt, bei denen die farbigen PV-Module, verglichen mit einem unbeschichteten, weiterhin mindestens 90 Prozent des Stroms produzieren: Der Schweizer Modulbauer Megasol Energie AG lizensiert, die vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE entwickelte, MorphoColor®-Farbtechnologie für seine Solarmodule. Besucherinnen…

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Smart Window – Augmented Reality für die Schiffsführung von morgen

Das präzise übertragene Bild der Kaimauer auf dem Schiffsfenster der Steuerbrücke, versehen mit einigen Zusatzhinweisen, etwa zu Strömungsverhältnissen und Anlegemöglichkeiten – selbst bei Nebel, Dunkelheit und schlechter Sicht – so könnte die Schiffsnavigation von morgen aussehen. Mit dem Verbundprojekt „Smart Window“ hat das Fraunhofer ISIT gemeinsam mit Partnern aus Industrie und dem Fraunhofer-Institut für graphische Datenverarbeitung (IGD) an einer intelligenten Lösung zur Implementierung eines Augmented-Reality-Displays auf einer Schiffsbrücke gearbeitet, um zukünftig alle relevanten Daten für den Schiffsbetrieb zu verarbeiten, zu…

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Grüne Elektronik

Im Rahmen ihres Themenjahrs 2023 „Nachhaltigkeit“ präsentiert die Technische Universität Ilmenau auf der diesjährigen Hannover Messe „Grüne Elektronik“, also Elektronik für eine nachhaltige Informationstechnologie (IT). Angesichts des durch die digitale Revolution explodierenden Energie- und Rohstoffbedarfs entwickelt die TU Ilmenau Mikroelektronik, die, von der Biologie inspiriert, extrem energieeffizient ist. Die Hannover Messe, die Weltleitmesse der Industrie, findet vom 17. bis zum 21. April statt. Die TU Ilmenau präsentiert sich täglich von 9 bis 18 Uhr in Halle 2 am Gemeinschaftsstand „Forschung…

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Gesteuertes Laden von E-Autos

KI generiert Daten für KI Elektrotechniker Dr. Ing. Michael Kelker hat im Rahmen seiner Doktorarbeit an der FH Bielefeld eine intelligente Steuerung für Elektrofahrzeuge entwickelt. Sie macht eine weiterhin schnelle Ladung möglich, ohne dabei das elektrische Netz zu überlasten. Sein Ansatz, bei dem eine KI einer KI Informationen liefert, könnte der Elektromobilität in Deutschland weiter auf die Sprünge helfen. Aus der Garage heraus, über die Einfahrt hinweg schlängelt sich das Kabel. „Ein Fahrzeug allein ist nicht das Problem“, sagt Michael…

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Tandem-Solarzellen ernten doppelten Sonnenstrom

Marburger Physiker forscht an neuen Wegen für die Solarenergie der Zukunft. Vergangenes Jahr erreichte die Photovoltaik (PV) einen wichtigen Meilenstein: Die weltweit installierte elektrische Leistung überstieg den magischen Wert von einem Terawatt (TW). „Das entspricht ungefähr eintausend Atomkraftwerken“, erläutert der Marburger Physiker Prof. Dr. Jan Christoph Goldschmidt. Wieviel PV-Leistung in Zukunft für einen kosteneffizienten Klimaschutz und zur Deckung der Energiebedürfnisse der Menschheit notwendig ist, hat eine internationale Forschungsgruppe jetzt im Fachmagazin „Science“ (Ausgabe vom 7. April 2023) vorgerechnet. Bis zum…

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Verschleiß minimieren

Rapid Part Evaluation entwickelt Messtechnik zur automatisierten Kenngrößenbestimmung. Die Lebensdauer von häufig eingesetzten Maschinenelementen wie Dichtungen, Zahnrädern oder Lagern hat das Gründungsteam von Rapid Part Evaluation im Blick, welches an der RPTU Kaiserslautern-Landau sitzt. Mit dem eigens entwickelten Messgerät inklusive Auswertungssoftware können Unternehmen beim Prüfen von Bauteilen bereits in der Designphase schnell und gezielt anwendungsnahe Kenngrößen erfassen. Das Vorhaben wird derzeit durch ein EXIST-Gründerstipendium des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Auf der Hannover Messe präsentieren Rapid Part Evaluation vom…

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Deutlicher Schub für metallurgische Forschung zu kritischen Rohstoffen

Die Abteilung Prozessmetallurgie des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) beschäftigt sich mit den Herausforderungen von Energie und Recycling. Dabei geht es vor allem um die Gestaltung, Entwicklung und Verknüpfung von metallurgischen Prozessketten und Systemen. Diese Ansätze ermöglichen einen ausgeglichenen Material- und Energiebedarf, eine Verringerung der Energieverluste und der Umweltauswirkungen innerhalb der Kreislaufwirtschaft. Zur Erweiterung der metallurgischen Forschungsaktivitäten erhält das Institut des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) von der britischen Firma Tetronics einen Plasmaofen zur Behandlung von metallurgischen Erzen & Abfällen. Ein Plasmaofen…

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Schnelle und flexible Solarenergie aus dem Drucker

Leichter, flexibler und anpassbar – Innovationsplattform Solar TAP entwickelt innovative Lösungen für Photovoltaik-Anwendungen. Ziel ist es, bereits genutzte Flächen in Landwirtschaft, Gebäudesektor und Verkehr zusätzlich für den Ausbau der Solarenergie mit Solarzellen aus dem Drucker nutzbar zu machen. Erneuerbare Energien sind essenziell für ein Gelingen der Energiewende und die angestrebte Unabhängigkeit vom Import fossiler Energieträger. Deren Ausbau muss daher zügig und massiv vorangetrieben werden. Eine wichtige Säule hierfür ist die Photovoltaik (PV) – die Energie aus Sonne: Sie hat unter…

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Hocheffiziente Elektroden mit ultraleichten Stromsammlern auf Gewebebasis

… für Lithium-Ionen-Batterien. Lithium-Ionen-Batterien (LIB) sind unverzichtbare Schlüsselkomponenten für die Elektromobilität und das Gelingen der Energiewende. Sie bieten eine hoheEnergiedichte und hohe Zyklenfestigkeit. Acht Partner aus  Industrie und Wissenschaft entwickeln im Förderprojekt „revoLect“ (Förderkennzeichen: 03ETE041) Technologien und Komponenten, um ressourcenschonende und effizientere LIBs produzieren zu können. Das Projekt verfolgt zwei wesentliche Innovationen: der Ersatz der üblichen Metallfolien durch eine metallisierte Gewebestruktur als Stromsammler und der Einsatz von Silizium als Anodenmaterial. Batterien sind eine der Schlüsselkomponenten für den Erfolg der globalen…

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Batterien neu denken

Projekt INNOBATT entwickelt neuartige leistungsstarke und ressourcenschonende Batteriespeicher. Das Verbundprojekt INNOBATT entwickelt ein neuartiges, modulares und intelligentes elektrisches Batteriespeichersystem. Grundlage ist kostengünstige und sichere Aluminium-Ionen-Zellchemie (AIB), die mit unkritischen Materialien auskommt. Ein funkgestütztes Batteriemanagement mit neuartiger Quantensensorik sorgt für herausragende Betriebssicherheit. Das Speichersystem ist von Beginn an auf ressourcenschonende Herstellung und einfache Wiederverwertbarkeit ausgelegt. Das Verbundvorhaben INNOBATT verfolgt einen neuartigen und ganzheitlichen Ansatz für anwendungsspezifische Batteriespeicher, der die komplette Wertschöpfungskette vom Grundmaterial bis zum späteren Recycling berücksichtigt. Ziel des Konsortiums…

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Effizienzschub für die Geothermie

Forschende an der Hochschule München entwickeln ein Antriebssystem für Pumpen, die selbst unter extremen Bedienungen in mehr als tausend Metern Tiefe effizient und zuverlässig arbeiten können – ein wichtiger Baustein für die hydrothermale Tiefengeothermie in Bayern. „Wenn die Energiewende gelingen soll, und wir in Zukunft zu einem bezahlbaren Preis unser Wohnzimmer heizen wollen, dann müssen wir die Effizienz regenerativer Energiegewinnung steigern – das gilt für Solaranlagen und Windräder, aber auch – und vor allem – für geothermische Kraftwerke“, betont Prof….

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Mit Blutzucker Strom erzeugen

Wenn eine Brennstoffzelle unter der Haut Blutzucker aus dem Körper in elektrische Energie umwandelt, klingt das nach Science-​Fiction. Dabei funktioniert es einwandfrei, wie ein ETH-​Forschungsteam um den Biotechnologieprofessor Martin Fussenegger zeigt. Bei Typ-​1-Diabetiker:innen produziert der Körper kein Insulin. Deshalb müssen sich Betroffene das Hormon von aussen zuführen, um den Blutzuckerspiegel zu regulieren. Heutzutage geschieht dies meist über Insulinpumpen, die direkt am Körper sitzen. Solche Geräte, aber auch andere medizinische Anwendungen wie beispielsweise Herzschrittmacher, brauchen eine zuverlässige Energieversorgung. Diese wird derzeit…

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Größere Reichweite für drahtlose Sensoren

… mögliche Anwendungen in Smart Homes und Industrie. Smart Homes, Häuser mit unterstützender Technik, verwenden eine Vielzahl an Sensoren für unterschiedlichste Aufgaben. So manche beabsichtigte Funktion scheitert aber an der Reichweite der verwendeten drahtlosen Sensoren. Ein Forschungsprojekt der Fachhochschule St. Pölten arbeitet an einer Technik, um die Reichweiten zu erhöhen. Bewegungs- und Temperatursensoren übernehmen in Smart Homes eine Reihe an Aufgaben, um Geräte zu steuern oder Besitzer*innen zu informieren. Die gängigen Funksensoren haben jedoch nur geringe Reichweiten und können daher…

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Startschuss für grünen Wasserstoff in Ghana

Kick-Off Workshop Anfang März vor Ort beim Don Bosco Solar and Renewable Energy Center in Tema. Grünen Wasserstoff für dezentrale Energiesysteme in Subsahara-Afrika zu entwickeln – mit diesem Ziel startete zu Beginn diesen Jahres das Projekt GH2GH. GH2GH wird im Rahmen des Förderprogramms „Exportinitiative Umweltschutz“ (EXI) des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) durchgeführt. Am Pilotstandort in Tema, Ghana versammelten sich dazu am 02. März 2023 erstmals ghanaische und deutsche Experten aus den Bereichen der Wasserstofftechnik, Energieversorgung…

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