Energie & Elektrotechnik

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Neue Methoden für die Fehleranalyse von elektronischen Bauteilen und Systemen

Mehr Zuverlässigkeit von elektronischen Komponenten und Systemen durch Reduzierung der Fehlerrate entlang der Wertschöpfungskette: Mit diesem Ziel arbeiten 79 Partner aus 14 europäischen Ländern unter der Federführung der Infineon Technologies AG im Forschungsprojekt »IREL 4.0« zusammen. Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS entwickelt darin neue Konzepte und Methoden für die physikalische Fehleranalyse und das Erstellen von Versagensmodellen. Das Konsortium bereitet damit den Weg für Technologien wie das autonome Fahren und stärkt die Wettbewerbsposition der deutschen und europäischen…

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Flüchtiges für schwere Lastwagen

Nutzfahrzeuge sollen in Zukunft weniger CO2 ausstossen und zugleich strengere Abgasgrenzwerte erfüllen. Viele Fachleute erwarten, dass es daher bald eng werden könnte für fossilen Diesel. Ein möglicher Alternativtreibstoff ist Dimethylether: Der leicht flüchtige Stoff lässt sich aus erneuerbarer Energie herstellen und verbrennt sehr sauber. Die Empa erforscht dieses neue Antriebskonzept mit einem speziellen Versuchsmotor. Eine Lastwagenflotte zu betreiben ist ein hartes Geschäft. Von Fernfahrerromantik ist wenig zu spüren, von starkem Wettbewerb und hohem Preisdruck dagegen viel. Immer strengere Umweltgesetze werden…

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Fingerkuppen-Sensor mit Feingefühl

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) und der Universität Tokyo haben einen ultradünnen Mess-Sensor entwickelt, der wie eine zweite Haut auf der Fingerkuppe getragen werden kann. Dadurch bleibt der Tastsinn am Finger unbeeinträchtigt und das Feingefühl erhalten. Der Sensor kann so wertvolle Daten für die Entwicklung neuer Technologien liefern. Unsere Hände und Finger sind ein wichtiges Werkzeug im täglichen Umgang mit Gegenständen, anderen Menschen und unserer unmittelbaren Umgebung. Herauszufinden, wie genau der Tastsinn funktioniert und diese Daten aufzeichnen…

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Große Bauteile minimalinvasiv reparieren

Jade Hochschule nimmt Laserschweißzentrum in Betrieb In Zeiten abnehmender Rohstoffe gewinnt die Reparatur von Industriegütern an Bedeutung. Auch ist es ökonomischer und ökologischer, große Bauteile wie beispielsweise Schiffsmotorenkomponenten oder Triebwerksbauteile zu reparieren, anstatt sie durch Neuteile zu ersetzen. „Hierfür spielt die Lasertechnik eine Schlüsselrolle“, sagt Prof. Dr. Ing. Knut Partes von der Jade Hochschule. In einem von der europäischen Union geförderten Forschungsprojekt richtete er am Fachbereich Ingenieurwissenschaften ein Laserschweißzentrum ein, das nun für die Zusammenarbeit mit regionalen Unternehmen zur Verfügung…

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Einbahnstraße für Elektronen

Ein internationales Wissenschaftlerteam hat experimentell beobachtet, dass konischen Durchschneidungen – ein quantenmechanisches Phänomen – für einen ultraschnellen, gerichteten Energietransport zwischen benachbarten Molekülen eines Nanomaterials sorgen. Bisher war das Phänomen nur innerhalb eines Moleküls beobachtet worden. Ob in Solarzellen, bei der Photosynthese oder im menschlichen Auge: Fällt Licht auf das Material, ein grünes Blatt oder die Netzhaut, kommt es in bestimmten Molekülen zu einem Transport von Energie und Ladung. Dieser führt letztlich dazu, dass sich Ladungen trennen und Strom erzeugt wird….

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Smart Engineering and Production – Effizienz im Schaltschrankbau

Eplan, Rittal und Phoenix Contact: Standards gesetzt für die Industrialisierung des Schaltschrankbaus. Vor fünf Jahren fiel der Startschuss: Mit „Smart Engineering and Production 4.0“ begründeten Eplan, Rittal und Phoenix Contact eine Technologie-Kooperation für den Steuerungs- und Schaltanlagenbau mit dem Ziel einer durchgängigen Digitalisierung von Engineering und Produktionsprozessen. Heute sind aus dieser Vision praxiserprobte Lösungen geworden, die Unternehmen den Weg zur Industrialisierung eröffnen. Sie werden Tag für Tag eingesetzt und sichern einen effizienten Wertschöpfungsprozess, der von Engineering über Fertigung bis Betrieb…

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Schnelles Packaging für Hochleistungselektronik

Vier Verpackungskünstler aus der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dresden haben das Beste aus zwei Welten zusammengebracht: Einen Prozess zur Produktion von elektronischen Baugruppen mit den Möglichkeiten der additiven Fertigung. Dies ermöglicht die schnelle und kosteneffiziente Produktion selbst kleinster Stückzahlen. Hierdurch entsteht insbesondere für mittelständische Unternehmen die Möglichkeit, neue Geschäftsfelder durch das ‚Rapid Electronic Manufacturing‘ bzw. die Fertigung individueller Baugruppen ohne hohe Einrichtungskosten aufzubauen. Im Mai 2019 als Ausgründungsprojekt gestartet, gründete das Team um Geschäftsführer und Leiter der…

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Energiewende in der Industrie

PTB testet Messverfahren für Wasserstoff Der Einsatz von Wasserstoff soll die Kohlendioxid-Emissionen der Stahlindustrie rapide senken. Die PTB und die Salzgitter Flachstahl GmbH arbeiten zusammen, um die dafür notwendige präzise Mengenmesstechnik zu entwickeln. Wasserstoff gewinnt nicht nur als klimaneutraler Energieträger zunehmend an Bedeutung, sondern auch als erneuerbares Prozessgas in der Stahlherstellung. Wird der Wasserstoff mithilfe regenerativ erzeugten Stroms hergestellt, lassen sich bei der Stahlproduktion erhebliche Mengen an CO2-Emissonen vermeiden. Das Wissen um eine geeignete Wasserstoff-Mengenmesstechnik, mit der sich industrielle Produktionsprozesse…

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Solarenergie: Cäsium-basierte anorganische Halogenid-Perowskite kartiert

Forscherinnen und Forscher am HZB haben verschiedene Zusammensetzungen von Cäsium-basierten Halogenidperowskiten (CsPb(BrxI1-x)3 (0 ≤ x ≤ 1)) gedruckt und untersucht. In einem Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 300 Celsius beobachten sie strukturelle Phasenübergänge, die die elektronischen Eigenschaften beeinflussen. Die Studie bietet eine schnelle und einfache Methode zur Bewertung neuer Zusammensetzungen von Perowskitmaterialien, um Kandidaten für Anwendungen in Dünnschichtsolarzellen und optoelektronischen Bauelementen zu identifizieren. Hybridhalogenidperowskite (ABX3) haben sich in nur wenigen Jahren als hocheffiziente neue Materialien für Dünnschichtsolarzellen durchgesetzt. Das A steht…

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Materialcharakterisierung für die globale Energiewende

Methoden zur Analyse von thermo- und elektrochemischen Systemen gewinnen im Kontext der Energiewende immer mehr an Bedeutung. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat nun im Kontext des nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie seine FuE-Infrastruktur erweitert und eine der weltweit wenigen Anlagen für Hochtemperatur-Nah-Umgebungsdruck-Röntgenphotoelektronen-Spektroskopie (HT-NAP-XPS) in Betrieb genommen. Damit setzt das Institut einen weiteren Meilenstein für die Entwicklung von Elektrolyse- und Brennstoffzellensystemen sowie wasserstoffbasierten Power-to-X-Pfaden. Das NAP-XPS System ist innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft einzigartig und eröffnet Partnern z. B. aus der…

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MRT-ähnliche Methode zur direkten Abbildung magnetischer Wellen

Ein Forscherteam der Technischen Universität Delft, der Universität Leiden (beide in den Niederlanden), der Tohoku-Universität in Japan und des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg hat einen neuen Typ von MRT-Scanner entwickelt, der Spin-Wellen in ultradünnen Magneten abbilden kann. Im Gegensatz zu elektrischen Strömen erzeugen diese so genannten Wellen wenig Wärme, was sie zu vielversprechenden Signalträgern für zukünftige grüne ICT-Anwendungen macht. Die Arbeit des Teams ist nun in Science Advances erschienen. MRT-Scanner können auf nicht-invasive Weise in…

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Bipolar gedopt

Neuer Ansatz erlaubt, die Leitfähigkeit von Halbleitern umkehrbar zu steuern. Der Metalloxid-Halbleiter Galliumoxid gilt unter anderem als aussichtsreicher Kandidat für einen möglichen Einsatz in der Leistungselektronik. Dem standen bisher Schwierigkeiten im Wege, die vor allem die gezielte Beeinflussung der elektrischen Leitfähigkeit des Materials behinderten. In einer in der Fachzeitschrift Scientific Reports (DOI: 10.1038/s41598-020-62948-2) publizierten Arbeit demonstriert ein Forschungsteam unter Beteiligung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) nun, wie sich die Leitfähigkeit von Galliumoxid in seiner stabilsten Form (β-Ga2O3) über einen kontrollierten Einbau…

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Mehr Sicherheit und längere Lebensdauer für Batterien

Das Bundeswirtschaftsministerium fördert die Entwicklung einer neuartigen Messumgebung zur Magnetfeld- und Stromdichtemessung an Lithium-Ionen-Batterien mit halber Million Euro. Angesiedelt ist das Projekt am Forschungszentrum Energiespeichertechnologien der TU Clausthal. Sowohl im Bereich der Elektromobilität als auch für stationäre Anwendungen steigt die Nachfrage nach Hochleistungsbatterien stark an. Die hohen Leistungsanforderungen, insbesondere die erforderlichen hohen Stromraten, führen zu deutlich gesteigerten Ansprüchen an das Zelldesign und die Kontaktierung der Zellen. Diese beiden Bereiche sind sowohl für die Sicherheit der Systeme als auch deren Lebensdauer…

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Biogasanlagen produzieren Strom flexibel und bedarfsgerecht

Stromeinspeisung folgt Residuallast und Strompreisen Ca. 150 Biogasanlagen produzieren schon heute flexibel Strom und werden markt- und systemdienlich betrieben. Dies zeigt eine Analyse im Auftrag der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), die von der Agrarservice Lass GmbH mit Hilfe des Flexperten-Netzwerkes durchgeführt wurde. Darin wird deutlich, dass die Einspeisesummen ausgewählter, zukunftsweisend flexibilisierter Biogasanlagen sehr genau den Strompreisen und der Residuallast folgen. Bei hoher Netzbelastung ruhen die Biogas-BHKWs und machen das Netz frei für Wind- und Solarstrom. Biogas-Rohstoffe und die…

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RiMatrix Next Generation: die Zukunftsplattform für alle IT-Szenarien

Rechenzentren flexibel, sicher und schnell aufbauen Mit der IT-Infrastrukturplattform RiMatrix Next Generation (NG) hat Rittal ein neues Modulsystem für den flexiblen, sicheren und schnellen Aufbau von Rechenzentren entwickelt. Auf Basis einer offenen Plattformarchitektur lassen sich weltweit investitionssichere, individuelle Lösungen für alle zukünftigen IT-Szenarien realisieren: ob Einzel-Rack- oder Container-Lösungen, zentrale Rechenzentren, verteilte Edge Datacenter oder hochskalierende Colocation-, Cloud- und Hyperscale-Datacenter. Als erste Plattform unterstützt RiMatrix NG die Verwendung der OCP-Gleichstromtechnologie in Standard-Umgebungen. Bei IT-Infrastrukturen ist Veränderung heute eine Konstante. Die digitale…

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Kühlgeräte – effizient bei jedem Wetter

Neue Blue e+ Outdoor-Kühlgeräte von Rittal Mit seinen neuen Wandanbau-Kühlgeräten „Blue e+ Outdoor“ macht Rittal seine hocheffiziente Kühlgeräteserie jetzt auch für Outdoor-Einsätze fit. Neben durchschnittlich 75 Prozent Energieeinsparung überzeugen die neuen Geräte durch ein gegen Vandalismus geschütztes Gehäuse, hohe Schutzart und sicheren Betrieb auch unter rauesten Bedingungen. Zusammen mit den Outdoor-Gehäusen der Toptec-Serie von Rittal bilden sie ein intelligentes Baukastensystem, das perfekt aufeinander abgestimmt ist und jeden Aufbau vereinfacht. Müssen elektrotechnische Anlagen – etwa bei Mobilfunk- oder Ladeinfrastruktur-Anwendungen für Elektromobilität…

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