Umweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline…

Wasserstofftechnologien… Bei der Stromerzeugung mit Wasserstoff entstehen keine klimaschädlichen Emissionen. Doch Speicherung und Transport des Gases sind technisch anspruchsvoll. Fraunhofer-Forschende nutzen deshalb das leichter handhabbare Wasserstoffderivat Ammoniak als Ausgangsstoff. Im Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Stack wird Ammoniak zerlegt und der entstehende Wasserstoff in Strom verwandelt. Die Abwärme kann beispielsweise als Heizenergie genutzt werden. Auf dem Energieträger Wasserstoff und seinen Derivaten ruhen große Hoffnungen. In der nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung nehmen sie bei der Energiewende eine zentrale Rolle ein. Insbesondere Ammoniak (NH3) hat dabei ein…

Kaum eine andere chemische Substanz kann es mit ihnen aufnehmen, so einzigartig sind ihre Eigenschaften: PFAS. Entsprechend schwer sind die Jahrhundertgifte zu ersetzen, die sich in der Umwelt anreichern und nicht mehr abbauen. Einem Team am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM ist es gelungen, Lösungen zu entwickeln, die auch für die Medizintechnik große Chancen bieten, PFAS gezielt zu substituieren. Das geplante Verbot der Nutzung von per- und polyfluorierter Alkylsubstanzen, kurz PFAS, in der Europäischen Union wirkt sich gravierend…

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE hat einen Unterwasser-Energiespeicher entwickelt, der das Prinzip der Pumpspeicher-Kraftwerke auf den Meeresgrund überträgt. Nach erfolgreichem Feldtest mit einem kleineren Modell im Bodensee bereiten die Forschenden nun mit Partnern einen Testlauf vor der kalifornischen Küste vor: Sie werden dort im Projekt „StEnSea“ in 500 bis 600 Metern Tiefe eine hohle, 400 Tonnen schwere Betonkugel mit neun Metern Durchmesser verankern. Durch Leerpumpen wird der Speicher geladen. Strömt Wasser hinein, wird Strom erzeugt – er wird…

Projekt DioHELIOS im BMBF-Förderprogramm Fusion 2040 startet. Hochleistungs-Laserdioden sind eine Schlüsselkomponente für Fusionskraftwerke der Zukunft. Das Verbundprojekt DioHELIOS tritt an, um ihre Leistung und Effizienz auf ein neues Niveau zu heben und Ansätze für eine automatisierte Massenfertigung zu entwickeln. Denn für eine klimaneutrale Energiegewinnung durch die laserbasierte Trägheitsfusion werden Diodenlaser-Module in hohen Stückzahlen benötigt. An dem BMBF-geförderten Projekt sind ams-OSRAM, das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Jenoptik, Laserline und TRUMPF beteiligt. Im Dezember 2022 gelang…

Mit neuen Methoden des Maschinellen Lernens gelingt es, Daten aus der Crashtest-Entwicklung besser zu verstehen und zu verarbeiten. Im Projekt SAFECAR-ML entsteht eine automatisierte Lösung zur Dokumentation virtueller Crashtests, die auf Künstlicher Intelligenz basiert. Dadurch soll es gelingen, den Entwurfsprozess zu vereinfachen und effizienter zu gestalten. Zersplitterndes Glas, zerfetzte Bleche und herumfliegende Kleinteile sind bei Crashtests in der Automobilindustrie heute selten. Die meisten Aufprallversuche finden im Rechner statt. Dabei ist es wichtig, Änderungen an der Konstruktion der virtuellen Crashfahrzeugmodelle detailliert…

Piezoelektrische Schichten spielen eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von Ultraschallmikroskopen, die immer kleinere Halbleiterbauelemente und biologische Zellstrukturen untersuchen. Die steigenden Anforderungen an die Qualität und Reproduzierbarkeit dieser Schichten stellen hohe Ansprüche an die komplexen Beschichtungsprozesse. Um diese Herausforderung zu meistern, entwickelt das Fraunhofer FEP einen digitalen Zwilling des Beschichtungsverfahrens für piezoelektrische Dünnschichten. Dies ermöglicht die digitale Abbildung und Optimierung der Prozesse und führt zu einer deutlichen Verbesserung der Leistung und Reproduzierbarkeit von Ultraschallsensoren. Piezoelektrische Dünnschichten sind hochkristalline Schichten, bei denen…

»Machen statt Zaudern«. So lautet die KI-Strategie, die Prof. Constantin Häfner, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT, auf dem »AKL’24 – International Laser Technology Congress« in Aachen vorstellte. Die pragmatische Strategie setzen Fachleute des Instituts im deutsch-kanadischen Projekt AI-SLAM in die Tat um. Dort entsteht ein KI-Werkzeug zum automatisierten Laserauftragschweißen von Verschleißteilen für den Bergbau. AI-SLAM: Fünf Buchstaben stehen für das ehrgeizige deutsch-kanadische Projekt »Artificial Intelligence Enhancement of Process Sensing for Adaptive Laser Additive Manufacturing«. Ehrgeizig, weil es mit KI…

Bi-Fuel Wasserstoffinjektion in klassische Dieselmotoren als Option zur Nutzung von Grünem Wasserstoff in der Seefahrt. Am Bereich Seefahrt, Anlagentechnik und Logistik am Standort Warnemünde wurde im Herbst 2024 ein wesentliches Teilziel im Forschungsprojekt „Nutzung von Offshore-H2 in der küstennahen Seefahrt“ – kurz mit OH22KuesSe bezeichnet – erreicht. In einem zu Forschungszwecken mit Steuerungs- und Messtechnik-Komponenten erweiterten, konventionell arbeitenden Einzylinder-Dieselmotor wurden bei laufendem Betrieb fossile Brennstoffanteil durch Wasserstoff ersetzt. Damit wurde der Beweis angetreten, dass auch herkömmliche Dieselmotoren, wie sie auf…

Forschende der Universitäten Mainz und Siegen entwickeln innovative molekulare Systeme zur Speicherung von Solarenergie. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) macht Wärme rund 50 Prozent des globalen Endenergieverbrauchs aus. Dennoch ist die Nutzung von Solarenergie in diesem Bereich im Vergleich zu fossilen Energiequellen nach wie vor gering. Ein zentrales Problem, das die umfassende Verwendung von Solarenergie einschränkt, ist die Unbeständigkeit ihrer direkten Verfügbarkeit. Eine vielversprechende Lösung bieten molekulare Energiespeichersysteme für Solarenergie. Während herkömmliche Methoden Energie nur für kurze Zeiträume speichern –…

Synthesegase sind ein wichtiger Rohstoff für viele industrielle Anwendungen und werden zurzeit überwiegend aus fossilen Energieträgern produziert. An der TH Köln entsteht im Projekt SYNELGAS jetzt ein neues Verfahren, bei dem die Vergasung von biogenen Reststoffen mit einer Elektrolyse gekoppelt wird, um so grüne Synthesegase zu erzeugen. Zur Herstellung von Synthesegasen werden in der Regel fossile Brennstoffe wie Kohle und Öl vergast – also unter geringer Sauerstoffzufuhr hohen Temperaturen ausgesetzt. Die so erzeugten Gase sínd dann Eingangsstoffe für die Synthese…

Kleine Tropfen, große Wirkung: Regen kann auf Dauer die Oberflächen von Rotorblättern beschädigen, die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit von Windenergieanlagen können sinken, vor allem auf See. Durch die Entwicklung innovativer Reparaturlösungen wollen Wissenschaftler:innen aus Mitgliedseinrichtungen der U Bremen Research Alliance die Lebensdauer der Rotorblätter verlängern. Forschungsteam begutachtet einen Prüfkörper. Foto: Jens Lehmkühler / U Bremen Research Alliance Man kann sich den Prüfstand im Technikum des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme IWES in Bremerhaven wie eine große Duschkammer vorstellen. Nur kommt das Wasser statt…

Mithilfe modernster Mikroskopie- und Simulationstechniken konnte ein internationales Forschungsteam erstmals beobachten, wie gelöste Elemente neue Korngrenzphasen bilden. Mit modernsten Mikroskopie- und Simulationstechniken hat ein internationales Forscherteam systematisch beobachtet, wie Eisenatome die Struktur von Korngrenzen in Titan verändern. Dabei erlebten sie eine Überraschung: „Eisenatome lagern sich nicht nur an die Grenzfläche an, sondern bilden völlig unerwartete käfigartige Strukturen“, erklärt Prof. Dr. Christian Liebscher vom Research Center Future Energy Materials and Systems der Universitätsallianz Ruhr. Ein solches Verhalten hatten die Forscher nicht…

Einem Team aus Technischer Universität Berlin, HZB, IMTEK (Uni Freiburg) und Siemens Energy ist es gelungen, einen alkalischen Membran-Elektrolyseur zu entwickeln, der an die Leistung von etablierten PEM-Elektrolyseuren heranreicht. Das Besondere: Der Anodenkatalysator besteht aus preisgünstigen Nickelverbindungen und nicht aus Iridium. An BESSY II konnte das Team die katalytischen Prozesse im Detail aufklären. In Freiburg wurden mit einem neuen Beschichtungsverfahren Prototyp-Zellen gebaut und im Betrieb getestet. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachjournal Nature Catalysis publiziert. Wasserstoff soll im Energiesystem der…

Forschende der TUM entwickeln neue chemische Methode für bessere Energiespeicherung. Verbesserung auf mehrere 100.000 Ladungen Schutzschicht für die Zink-Anode Wichtiges Ergebnis der Grundlagenforschung Großskalige ingenieurtechnische Umsetzung steht noch aus Der Umstieg auf erneuerbare Energien erfordert effiziente Methoden zur Speicherung großer Mengen Strom. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, die die Lebensdauer von wässrigen Zink-Ionen-Batterien um mehrere Größenordnungen verlängern könnte. Statt ein paar Tausend sollen sie künftig mehrere 100.000 Lade- und Entladezyklen überstehen. Der Schlüssel zu…

Forschende des KIT stellen Metamaterial her, das sich anders dehnt und staucht als herkömmliche Materialien. Metamaterialien sind künstlich entwickelte Materialien: Ihre Bausteine funktionieren wie Atome, haben aber besondere optische, elektrische oder magnetische Eigenschaften. Entscheidend für die Funktion ist die Wechselwirkung zwischen den Bausteinen: Bislang war diese meist nur mit unmittelbar benachbarten Bausteinen möglich. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein mechanisches Metamaterial entwickelt, mit dem sich Wechselwirkungen auch über größere Entfernungen im Material auslösen lassen. Das Material könnte…