Wie gut gefügte Alu- und Faserverbundkunststoffe zum Klimaschutz beitragen Um die Stadtluft zu verbessern und die Umwelt zu schonen, möchten viele Kommunen elektrische Abfallfahrzeuge für ihre Parks und Fußgängerpassagen erwerben. Doch die haben schwere Akkus oder Brennstoffzellen an Bord und können daher meist weniger Abfälle abtransportieren als klassische Mülltransporter mit Verbrennungsmotor. Deutsche Ingenieure wollen das nun mit Leichtbaukonstruktionen ändern. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden entwickelt dafür innovative Fügezangen. Für dieses Vorhaben haben sich sechs mitteldeutsche Forschungseinrichtungen und…

Multifunktionaler Batterie-Wechselrichter mit netzstützenden Eigenschaften. LEITNING nennt sich ein gerade gestartetes Verbundvorhaben zur Erforschung und Entwicklung eines neuartigen, mobilen und multifunktionalen Batterie-Wechselrichters, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird. Dieses System soll es ermöglichen, zukünftig ein hochverfügbares und modulares Wechselstromnetz unter Einbeziehung lokal erzeugter erneuerbarer Energien zur Verfügung zu stellen oder lokal schwache Stromnetze zu stützen. Unter der Leitung der Infineon Technologies AG (München) arbeiten im Konsortium Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS), Fraunhofer IEE (Kassel), SWW Wunsiedel GmbH, FREQCON GmbH in Rethem/Aller sowie SUMIDA…

Sonnenenergie kann zur Herstellung von Wasserstoff, einem vielseitigen Brennstoff, genutzt werden. Um dies durch elektrolytische Wasserspaltung zu erreichen, werden hochwertige Photoelektroden benötigt. Leider neigen die bekannten Materialien dazu, während des Prozesses zu korrodieren. Nun hat ein Team am HZB in internationaler Zusammenarbeit die Korrosionsprozesse von hochwertigen BiVO4-Photoelektroden untersucht. Sie beobachteten die Prozesse “in operando” (bei der elektrolytischen Wasserspaltung) während der Sauerstoff-Entwicklungsreaktion (OER). Diese Arbeit zeigt, wie die Stabilität von Photoelektroden und Katalysatoren verglichen und so auch verbessert werden kann. Wasserstoff…

Topologische Zustände der Materie bergen ein enormes Potenzial für zukünftige Quantentechnologien. Die Erzeugung und Steuerung solcher Zustände mit ultrakurzen Laserlichtblitzen werden derzeit intensiv untersucht. Nun hat ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung von Theoretikern am MPSD gezeigt, dass kurzlebige topologische Zustände mit ebenso kurzen Lichtblitzen verfolgt werden können, die sich wie ein Korkenzieher drehen. Im letzten Jahrzehnt ist die Suche nach topologischen Materialien in der Quantenmaterialwissenschaft sprunghaft angestiegen. Diese Materialien können sich an ihren Grenzen komplett anders verhalten als tief im…

Längstes Hochspannungs-Supraleiterkabel der Welt für München / Kooperation von Stadtwerke München (SWM), Industriegase-Konzern Linde, Supraleiterhersteller THEVA, Kabelhersteller NKT, Fachhochschule Südwestfalen und Karlsruher Institut für Technologie (KIT) / Förderung durch Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Nach gemeinsamen Vorstudien mit der Fachhochschule Südwestfalen in Soest wollen die Stadtwerke München-Infrastruktur (SWMI), Netztochter der SWM, ein 12 Kilometer langes supraleitendes Kabel in München realisieren. Damit würde in München die mit Abstand längste Supraleiterverbindung der Welt entstehen. Für Auslegung, Entwicklung und Test der dafür…

Wenig Gewicht und günstig zu produzieren Funktionsintegrierter und kosteneffizienter Leichtbau für die Elektromobilität: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer LBF haben ein Leichtbau-Batteriepack entwickelt, das ausschließlich Faser-Kunststoff-Verbunde verwendet. So konnte das Gewicht gegenüber Aluminiumgehäusen um 40 Prozent gesenkt werden. Diese Bauweise reduziert nicht nur die bewegte Masse des E-Mobils, sondern erhöht dank zusätzlich integrierter Funktionen dessen Reichweite und Dynamik. Weil das Batteriepack in einem eigens entwickelten hocheffizienten Verfahren gefertigt wird und über einen spezifischen Strukturaufbau verfügt, lässt es sich sehr günstig…

Der Nurflügler „Flying V“ des TU-Studenten Justus Benad wurde gebaut – und hob ab Etwa fünf Minuten dauerte der Testflug des künftigen Langstreckenfliegers, der im Juli 2020 vom deutschen Fliegerhorst Faßberg in Niedersachsen abhob. Er erregte weltweites Aufsehen, denn es handelte sich um das skalierte Modell eines futuristischen Nurflüglers, eines V-förmigen Flugzeugs, das im Prinzip nur aus seinen Flügeln besteht. Erfunden hatte das innovative, V-förmige und energiesparende Passagierflugzeug „Flying V“ der wissenschaftliche Mitarbeiter der TU Berlin Justus Benad, der damals…

Einem Forscherteam der Empa ist es gelungen, ein Material herzustellen, das wie ein leuchtender Solarkollektor funktioniert und gleichzeitig auf Textilien aufgebracht werden kann. Dies eröffnet zahlreiche Möglichkeiten, Energie direkt dort zu produzieren, wo sie benötigt wird, nämlich bei der Nutzung von Alltagselektronik. Unser Energiehunger ist unersättlich, er steigt gar mit dem zunehmenden Angebot an neuen elektronischen «Gadgets» andauernd weiter an. Zudem sind wir fast immer auf Achse und somit auf eine permanente Stromversorgung angewiesen, mit der Smartphone, Tablet und Laptop…

Analysesystem ermöglicht gezielte Untersuchung von antiviralen Oberflächen für Materialentwickler. Der Bedarf an Alltagsgegenständen mit antiviralen Oberflächen ist aufgrund der COVID-19-Pandemie groß. Bekannt ist, dass die Materialbeschaffenheit eines Gegenstandes einen Einfluss auf die Überlebensfähigkeit von Viren auf Oberflächen hat. Hier knüpfen die Arbeiten des Fraunhofer IFAM an: In materialwissenschaftlich und biologisch ausgerichteten Forschungsprojekten wird die Wirkung funktionalisierter Oberflächen und Behandlungsverfahren bei verschiedenen Materialen auf die Überlebenszeit von Viren mittels Real-Time PCR-Tests bewertet. Interessant ist das Nachweissystem auch für Materialentwickler aus der…

Neue Kooperation zwischen der Technischen Universität Darmstadt und dem Düsseldorfer Max-Planck-Institut für Eisenforschung. Die Technische Universität Darmstadt und das Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) haben eine neue Max-Planck-Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. Oliver Gutfleisch, Professor für Funktionswerkstoffe an der TU Darmstadt und wissenschaftlicher Leiter der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie, gegründet. Die Gruppe ist am MPIE angesiedelt und beschäftigt sich mit dem Design von effizienten Hart- und Weichmagneten, magnetokalorischen und verwandten Funktionswerkstoffen. „Magnete sind Schlüsselmaterialien für die Elektrifizierung und damit…

Beim Fräsprozess mit Holz werden häufig mehrere Arbeitsgänge zusammengelegt, um Fertigungszeit zu sparen. Dazu wird ein Kombinationswerkzeug mit vielen unterschiedlichen Scheibenfräsern bestückt. Dementsprechend hoch ist das Gewicht – und die Energiekosten steigen. Forschern ist es nun gelungen, mithilfe kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) das Gewicht der Scheibenfräser um zirka 65 Prozent zu reduzieren. Bei der Herstellung von Fenster- oder Türrahmenprofilen werden häufig mehrere Fräswerkzeuge gleichzeitig in einer Werkzeugaufnahme verwendet. Das steigert die Produktivität des Fertigungsprozesses. Die einzelnen Scheibenfräser bestehen meist aus Stahl…

Ausgehend von einer globalen Klimaerwärmung von bis zu 2 °C, „kann dies in typischen Sommern zu einer Temperaturerhöhung von bis zu 5 °C in Innenstadtbereichen führen“, so Prof. Dr.-Ing. Bernhard Lenz aus der Fakultät für Architektur und Bauwesen der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft, „mit allen negativen Folgen, wie größerer gesundheitlicher Belastung, erhöhtem Energiebedarf und damit zusätzlichem CO2-Ausstoss für die Klimatisierung der Gebäude.“ Ein großes Problem, denn bereits jetzt leben etwa 55 % aller Menschen in Städten. Als probates Mittel gegen…

Im Südosten Australiens, in New South Wales, sind sehr ungewöhnliche Spinnen heimisch. Seit mehr als 150 Millionen Jahren weben sie sackförmig aussehende Netze und verwenden diese als eigene Behausung, als Schutz für ihre Eier und als Falle für die Beute. Ein Forschungsteam der Universität Bayreuth, der University of Melbourne und des Australian Synchrotron hat die ungewöhnliche Struktur der von dieser Spinnenart produzierten Seidennetze aufgeklärt. Diese komplexe Struktur verleiht den Netzen eine ungewöhnliche mechanische Stabilität. In der Zeitschrift „Scientific Reports“ stellen…

Ein großangelegtes deutsch-japanisches Forschungsprojekt, das auf deutscher Seite von der Technischen Universität Ilmenau angeführt wird, soll hochautomatisierte Fahrzeuge verkehrssicher machen. Wissenschaftler und Entwicklungsingenieure hochrangiger deutscher und japanischer Firmen und Forschungseinrichtungen entwickeln Testverfahren, die Fahrzeugherstellern künftig helfen werden, die Sicherheit neuer selbstfahrender Fahrzeuge vor der Zulassung nachzuweisen. An dem auf drei Jahre angelegten Forschungsprojekt sind unter anderem die Fahrzeughersteller Mercedes Benz, Toyota, Honda und Nissan sowie der Prüfstandhersteller AVL, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Sony und Continental beteiligt. Das…

Neuartige Dämmstoffe aus Formgedächtnispolymeren werden von den Fraunhofer-Instituten für Angewandte Polymerforschung IAP, für Chemische Technologie ICT und für Bauphysik IBP im Rahmen des Fraunhofer Clusters of Excellence Programmable Materials CPM entwickelt und getestet. Die High-Tech-Schäume sollen als funktionale Materialien beispielsweise im Bauwesen Anwendung finden. Die Klimatisierung geschlossener Arbeits-, Aufenthalts- und Lebensräume hat in den Industrieländern einen hohen gesellschaftlichen Stellenwert. Ein Mensch verbringt hier durchschnittlich mehr als 80 Prozent seiner Zeit. Ist der Raum schlecht gedämmt, kann er – in Abhängigkeit…

2,3 Mio. Euro für Batterie-Projekt von UDE und Evonik Spätestens im Jahr 2023 soll es marktreif sein: Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien, das zu leistungsfähigeren Energiespeichern führt. Das Material ist in den Laboren des Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) bereits erprobt worden. Seit dem 1. September fördert das Bundeswirtschaftsministerium die UDE mit fast 1,7 Mio. Euro, um den Herstellungsprozess in einem gemeinsamen Projekt mit Evonik weiterzuentwickeln und auf den Industriemaßstab zu übertragen. Bisher wird Graphit als Anodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien…