Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft haben eine Technologie entwickelt, mit der sich Wasserstoff und Erdgas kostengünstig und effizient voneinander trennen lassen. Die Membran-Technologie macht es damit möglich, die beiden Stoffe gemeinsam durch das bundesweite Erdgasnetz zu leiten und am Zielort voneinander zu trennen. Für den Transport und die Verteilung des Energieträgers Wasserstoff ist dies ein großer Fortschritt. Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS erforscht neben Werkstoffen aus Keramik auch das Potenzial anderer Materialien, wie beispielsweise Kohlenstoff. Dieser könnte nun im…

Immer mehr Geräte werden heute mithilfe intelligenter Sensoren über Funk miteinander verbunden. Doch dieses wachsende »Internet der Dinge« verbraucht mehr und mehr Strom. Im Fraunhofer-Leitprojekt ZEPOWEL wurde daher eine Hardware entwickelt, die die Sensoren nicht nur energieeffizient, sondern zu regelrechten Energiesparern macht. Zunächst kommen zwei Sensorknoten zum Einsatz – für die Maschinensteuerung und für die Messung der Luftqualität in der Stadt. Ganz gleich, ob es darum geht, das eigene Haus vor Einbrechern zu schützen oder die Maschinen in einer Fabrik…

Entwicklung von effizienteren Lithium-Ionen-Batterien … Mit dem neuen Projekt „RoSiLIB“ leistet das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden einen entscheidenden Beitrag hin zu einer CO2-neutralen Energieversorgung in der Mobilität. Dafür werden gemeinsam mit den Partnern des Instituts für Ionenstrahlphysik und Materialforschung am Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf e. V., der E-Lyte Innovations GmbH, der NANOVAL GmbH & Co. KG, der VON ARDENNE GmbH und der Custom Cells Itzehoe GmbH neue hochenergetische Anoden für Lithium-Ionen-Batterien entwickelt. Der von der Bundesregierung…

Erfolg durch Eierkuchen-Strategie … Skyrmionen – winzige magnetische Wirbel – gelten als vielversprechende Kandidaten für die Informationsspeicher der Zukunft. Mit ihrer Hilfe könnten sich eine Datenspeicherung und -verarbeitung von enormer Kapazität umsetzen lassen. Ein Team unter der Federführung des HZDR hat ein Verfahren zur Herstellung eines speziellen magnetischen Dünnschichtmaterials entwickelt, in dem sich solche Magnetwirbel besonders effektiv unterbringen lassen. Eine zentrale Rolle bei der neuen Methode spielt die schlagartige Erwärmung des Materials durch kurze, sehr helle Lichtblitze, wie das Team…

Elasto-thermoelektrisches Transportexperiment enthüllt die Wechselwirkungen in unkonventionellen Supraleitern. Supraleiter sind Materialien, in denen unterhalb einer charakteristischen Temperatur ein elektrischer Strom ganz ohne Widerstand fließen kann. Dieses Phänomen wird seit seiner Entdeckung zu Beginn des 20. Jahrhunderts intensiv erforscht, nicht zuletzt weil es ein enormes Anwendungspotenzial besitzt. Die notwendige Kühlung mit flüssigem Helium oder flüssigem Stickstoff hat einer breiten Anwendung bisher allerdings Schranken gesetzt. Deshalb bleibt es eine der größten Herausforderungen, den Effekt der Supraleitung auch bei höheren Temperaturen zu realisieren….

… durch fahrzeugintegrierte Photovoltaik. Ein Elektrofahrzeug (fast) ohne Abhängigkeit von Ladestationen – das klingt nach Zukunftsmusik, aber erste Schritte dazu werden gerade gemacht. Ein Konsortium um das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH hat jetzt einen Prototypen eines leichten Nutzfahrzeuges auf die Straße gebracht, das mit hocheffizienter fahrzeugintegrierter Photovoltaik (vehicle integrated photovoltaics, VIPV) ausgestattet ist. Das Besondere daran: Die aus dem Sonnenlicht konvertierte Energie kann in das Hochvolt-Bordnetz eingespeist und damit direkt zur Reichweitenverlängerung genutzt werden. Ein Elektrofahrzeug (fast) ohne Abhängigkeit…

Forschern der TU Graz und Universität Graz ist es gemeinsam mit Fachleuten aus Frankreich gelungen, sogenannte Oberflächenphononen erstmals dreidimensional abzubilden. Der Forschungserfolg könnte die Entwicklung neuer, effizienter Nanotechnologien beschleunigen. Ob für die Mikroskopie, die Datenspeicherung oder die Sensorik: Viele fortgeschrittene technologische Anwendungen, die spezifische Funktionen erfordern, beruhen auf der Struktur des elektromagnetischen Feldes in der Nähe der Oberflächen von Materialien. An Nanosystemen tragen sogenannte Oberflächenphononen, also zeitliche Verzerrungen des Atomgitters, entscheidend zu den physikalischen und thermodynamischen Eigenschaften bei. Könnte man…

Messungen an der Forschungs-Neutronenquelle helfen bei der Entwicklung intelligenter Schweißgeräte.Die Schweißnähte des riesigen Treibstofftanks einer Rakete müssen beim Start immense Kräfte aushalten. Für solche besonders stabilen Nähte wird das Verfahren des Rührreibschweißens genutzt. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) wollen das Verfahren effizienter machen. Sie nutzten dabei die Positronen der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II), um atomare „Löcher“ im Material präzise zu lokalisieren. Das Verfahren des Rührreibschweißens wird immer häufiger bei Bauteilen eingesetzt, bei denen die Nähte besonders dicht und…

Zwischen dem Zuse Z3, dem ersten funktionsfähigen Digitalrechner von 1941, und modernen Mikroprozessoren liegen Welten – sowohl was Geschwindigkeit als auch Größe betrifft. Doch die weitere Miniaturisierung der aktuellen, siliziumbasierten Elektronik stößt aufgrund der Fabrikationsmethoden an ihre Grenzen. Richtungsweisend für die Realisierung zukünftiger, noch kleinerer Schaltkreise ist die Molekulare Elektronik. Ein Forscherteam um Dr. Katrin Domke vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung hat nun mit einem neuartigen Experiment große Fortschritte bei der Charakterisierung von für Molekulare Elektronik geeigneten Molekülen gemacht. In den…

EU-Forschungsprogramm „Horizon 2020“: Internationales Projekt „iClimaBuilt“ gestartet Gebäude sind für etwa 40 Prozent des gesamten Energieverbrauchs und einen fast ebenso hohen Anteil an CO2-Emissionen in Europa verantwortlich. Da die EU-Klimaziele für 2030 eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen um mehr als die Hälfte gegenüber dem Niveau von 1990 vorgeben und zudem Klimaneutralität bis 2050 anstreben, besteht europaweit dringender Bedarf an einer grundsätzlichen Veränderung im Umgang mit Ressourcen: Effiziente Materialien und Technologien für den Bausektor sind gefragt. Die EU-Kommission hat daher im Rahmenprogramm…

Forscherinnen und Forscher des Instituts für Angewandte Physik (IAP) und des Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) an der TU Dresden haben eine allgemeine Methode für die reproduzierbare Herstellung von hocheffizienten Perowskit-Solarzellen entwickelt. Die Studie wurde nun im angesehenen Journal Nature Communications veröffentlicht. Perowskite sind eine Materialklasse, die erstmals im frühen 19. Jahrhundert beschrieben wurde. Im Jahr 2009 wurden sie als mögliches Material für die Energiegewinnung aus Solarzellen „wiederentdeckt”. Seitdem haben sie die Forschung im Bereich neuartiger Photovoltaik-Technologien auf den…

TU Ilmenau an großem Verbundprojekt „H2Demo“ beteiligt … Als chemische und damit speicherbare Energieträger sind Wasserstofftechnologien das Bindeglied zwischen Energie- und Mobilitätswende. Doch es gibt einige Herausforderungen – vor allem was die nachhaltige und umweltverträgliche Herstellung großer Mengen von Wasserstoff betrifft. Eine mögliche Lösung könnte der Einsatz von Solarenergie sein. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt „H2Demo“ unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg arbeiten elf Partner an Demonstratoren für die direkte…

Empa-Wissenschaftler untersuchen, wie mit einfachen Mitteln Strassenbelag verstärkt und nach Gebrauch auf einfache Art rezykliert werden könnte. Ihre Hilfsmittel sind dabei ein Roboter und einige Laufmeter Bindfaden. Ein Roboterarm legt einen Bindfaden in einem Mandala-ähnlichen Muster auf ein Schotterbett. Was wie eine zeitgenössische Kunstperformance wirkt, ist Grundlagenforschung, die neue Wege für den Strassenbau erkundet. Einerseits werden roboterunterstützte Bautechniken für den Strassenbau erprobt, die bisher so nur im Hochbau angewendet wurden. Andererseits soll eine neue Art von mechanischer Verstärkung den typischen…

Forschende finden neue Anwendungen für bekannte Technologie. Ein Material wie kein anderes: Mit den besonderen Eigenschaften der Piezokeramiken könnten viele Innovationen entstehen. In dem kollaborativen Projekt »Smart Co-Creation« erarbeiten Forschende und mittelständische Unternehmen Ideen und Konzepte für konkrete Branchen, in denen das piezoelektrische Wundermaterial sinnvoll anwendbar ist. Ob in Quarzuhren, als Einspritzsystem für Kraftfahrzeuge oder in Lautsprechern – Piezokeramiken sind seit Jahren Bestandteil moderner Technik. Und das zu Recht, schließlich hat das Material ganz außergewöhnliche Eigenschaften: Wird Druck auf die…

Die Hochschule München und die Fachhochschule Kiel entwickeln gemeinsam mit den Industriepartnern Deutsche Basalt Stab GmbH und Erdtrans GmbH nachhaltige und dauerhafte Brückenkappen. Diese sollen aus Recyclingbeton und einer nichtmetallischen und deshalb nichtrostenden Bewehrung aus Basaltfasern bestehen. Etwa 39.500 Brücken gibt es im Netz der Bundesfernstraßen, die meisten von ihnen wurden im Zeitraum von 1965 bis 1985 gebaut. Viele dieser Bauwerke sind in einem schlechten Zustand. Die Kosten der dringendsten Instandsetzungen von rund 5.200 Brückenbauwerken beziffert die Bundesregierung auf rund…

Forschende der CAU wollen Strategien von Insekten auf technische Anwendungen übertragen. Bienen auf Nahrungssuche kollidieren während des Fluges etwa einmal pro Sekunde mit kleinen Hindernissen wie Blüten, Blättern oder Ästen, ohne dabei größeren Schaden zu nehmen. Gleichzeitig wirken verschiedene aerodynamische Kräfte auf ihre Flügel, die sie mühelos aushalten – dabei machen die zarten Gebilde gerade einmal zwei Prozent der gesamten Masse eines Insektenkörpers aus. Wie die Flügel von Insekten diesen unterschiedlichen Anforderungen standhalten ohne zu zerbrechen, untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler…