Wenn 1 Kilogramm Wasserstoff beim PKW (rund) 100 Kilometer Reichweite erlaubt, findet ein H2-Tank für den elektrischen Antrieb auch im begrenzten Bauraum eines Motorrads Platz. Wesentlich anspruchsvoller ist es, in der Rahmenkonstruktion ein komplettes Brennstoffzellensystem unterzubringen, das ›an Bord‹ für die Umwandlung des Wasserstoffs in elektrische Energie benötigt wird. Dieser Herausforderung stellt sich nun ein deutsch-tschechisches Konsortium aus Forschungseinrichtungen und produzierenden Unternehmen: Bis Ende 2025 wird ein fahrfähiges Motorrad als Demonstrator aufgebaut, der den strengen europäischen Zulassungsnormen und Zertifizierungsvorschriften gerecht…

Photovoltaik-Module auf Basis von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen haben das Potenzial deutlich höhere Wirkungsgrade zu erzielen als heutige Silizium-PV-Module. Ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE fertigte nun aus Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen von Oxford PV ein PV-Modul mit einem Wirkungsgrad von 25 Prozent und einer Leistung von 421 Watt auf einer Fläche von 1,68 Quadratmetern. Es ist das effizienteste Silizium-Perowskit-Tandem Solarmodul der Welt im industriellen Format. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nutzten für die Herstellung Anlagen im Module-TEC des Fraunhofer ISE, die bereits in der…

Hochentropie-Legierungen halten extremer Hitze und Belastung stand und eignen sich daher für eine Vielzahl spezifischer Anwendungen. Einblicke in Ordnungsprozesse und Diffusionsphänomene in diesen Materialien hat nun eine neue Studie an der Röntgenquelle BESSY II geliefert. An der Studie waren Teams des HZB, der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, der Universität Lettland und der Universität Münster beteiligt. Das Team analysierte Proben einer sogenannten Cantor-Legierung, die aus fünf 3d-Elementen besteht: Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel. Die kristallinen Proben (kubisch-flächenzentriert, fcc) wurden…

Metallkissen stellen aufgrund ihrer hohen chemischen und thermischen Beständigkeit in vielen Anwendungen eine sinnvolle Alternative zu Elastomerkomponenten dar. Die Elastizität und Dämpfung der Drahtgeflechte beruht auf der Wechselwirkung einzelner Drahtsegmente während der Verformung – ein Mechanismus, der sich auch in der Änderung der elektrischen Eigenschaften widerspiegelt. Am Fraunhofer LBF wurde dieser Effekt nun in Form eines neuen Sensorkonzepts nutzbar gemacht und prototypisch umgesetzt. Die entwickelte Sensorik besticht durch ihre kostengünstige, bauraumneutrale Integration in bestehende Systeme und erlaubt dort die Erfassung…

Forschende entwickeln einen neuartigen Sensor, der auf bestimmte Schallwellen reagiert und dadurch in Schwingung versetzt wird. Der Sensor ist ein Metamaterial, das seine speziellen Eigenschaften durch die Strukturierung des Materials erlangt. Passive schallempfindliche Sensoren könnten zur Überwachung von Bauten, Erdbeben oder gewissen medizinischen Geräten eingesetzt werden und Millionen von Batterien einsparen. Sensoren, die Infrastrukturen wie Brücken oder Bauten überwachen oder die in medizinischen Geräten wie Gehörprothesen eingesetzt werden, brauchen permanent Strom. Die Energie dafür stammt in der Regel aus Batterien,…

Deutlich höhere Speicherkapazität, sicherer Betrieb und Langlebigkeit: Das versprechen sich Industrie und Forschung von künftigen Feststoffbatterien im Vergleich zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien. Ein Verbund, an dem die UDE maßgeblich beteiligt ist, hat sich zum Ziel gesetzt, Prototypen bis hin zum Pilotmaßstab zu realisieren. Das entscheidende Anodenmaterial entstand im Institut für Energie- und Materialprozesse der Uni. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt* für zwei Jahre mit 1,7 Mio. Euro. Feststoffbatterien sind in ihrem Aufbau mit konventionellen Lithium(Li)-Ionen-Batterien vergleichbar. Der namensgebende Unterschied ist der…

Forschungsteam identifiziert hunderte Vertreter einer besonders hitzebeständigen Materialklasse. Ein internationales Forschungsteam hat ein Verfahren entwickelt, um neuartige Materialien zu berechnen, die bei extrem hohen Temperaturen von mehreren tausend Grad Celsius funktionieren. Diese leistungsfähigen Keramiken könnten eines Tages die Grundlage für robustere Beschichtungen, Batterien und strahlungsbeständige Geräte bilden. Einen entscheidenden Beitrag zu den Forschungsergebnissen, die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature (DOI:10.1038/s41586-023-06786-y) veröffentlicht wurden, leistete Dr. Rico Friedrich, Wissenschaftler der TU Dresden und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR). Elektronische Geräte, die lavaähnlichen Temperaturen…

– biobasierte Aerogelfasern ersetzen synthetische Dämmstoffe. Das Aachener Startup SA-Dynamics entwickelt nachhaltige, biobasierte und biologisch abbaubare Isolationsmaterialen aus Aerogelfasern und setzt damit neue Maßstäbe beim ressourcenschonenden Bauen. Dafür wurden die an der RWTH Aachen ausgebildeten Gründer Dr. Sascha Schriever (Institut für Textiltechnik ITA), Maximilian Mohr (ITA), Dr. Jens Hofer (ITA Postdoc) und Dr. Christian Schwotzer (Institut für Ofenbau und Wärmetechnik IOB) mit dem ersten Platz des KUER.NRW Businessplan Wettbewerbs 2023 und einem Preisgeld in Höhe von 6.000 € prämiert. NRW-Umweltminister…

Optischer Hammerschlagtest. Laserbasierte Messsysteme sind ein Gewinn für die Bauwerksinspektion: Sie messen schnell, präzise und liefern digitale Messdaten. Bereits heute kommen Laserscanner zum Einsatz, um die Geometrie von Bauwerken zu messen und Oberflächenschäden zu detektieren. In Zukunft wird es möglich sein, auch tieferliegende Schadstellen mithilfe von Lasern aufzuspüren. Verborgene Fehlstellen konnten bisher nur mit dem sogenannten Hammerschlagtest nachgewiesen werden. Sichtprüfungen sind noch immer eine weit verbreitete Methode, um den Zustand von Bauwerken zu beurteilen. Was aber, wenn sich Schäden unter…

LZH forscht an sauerstofffreier Produktion. Bei der Metallverarbeitung ist Oxidation ein leidiges Thema. Abhilfe schaffen könnte die Produktion in sauerstofffreier Umgebung. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) erforscht, wie sich dieses Konzept in der Additiven Fertigung und beim Löten umsetzen lässt. Sauerstoff ist in vielen Produktionsprozessen in der metallverarbeitenden Industrie ein Störfaktor: Die Oxidschichten, die beim Bearbeiten von Metallen durch den Sauerstoff in der Umgebung entstehen, können das Fügen von Werkstücken erschweren und den Verschleiß von Bauteilen und Werkzeugen beschleunigen….

…benötigt viel Erneuerbare Energien in Baden-Württemberg. Baden-Württemberg plant bis zum Jahr 2040 klimaneutral zu sein. Der Ausbau der Erneuerbaren Energien muss in dem Bundesland allerdings schneller vorankommen, um den bis zum Jahr 2040 stark steigenden Strombedarf zu decken. Doch selbst wenn die aktuellen Ziele der Landesregierung für den Erneuerbaren-Ausbau umgesetzt werden sollten, bleibt ein erheblicher Import-bedarf für Strom. Das sind zentrale Ergebnisse der »BW-Stromstudie«, die im Auftrag der Industrie- und Handelskammern (IHKs) in Baden-Württemberg durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme…

Sensorik und KI-basierte Erkennung erfolgreich erprobt. Wenn pflegebedürftige Menschen aus ihrem Bett oder in dessen Nähe stürzen, sollte das schnell entdeckt werden. Dafür hat ein Team der TH Köln ein Messsystem entwickelt. Dieses kann Stürze anhand von Schwingungsmustern mit einer Wahrscheinlichkeit von 98 Prozent richtig erkennen, wie Laborversuche gezeigt haben. „Stürze stellen für Patient*innen in der Pflege eine große Gefahr dar. Sie ereignen sich häufig in der Nähe des Bettes und werden vom Pflegepersonal nicht immer sofort bemerkt. Dadurch kann…

Forschungsprojekt BOW der Frankfurt UAS erhält European Textile and Craft Award 2024. Um Hitzeinseln im öffentlichen Raum zu vermeiden, hat ein Projektteam der Frankfurt UAS BOW entwickelt – ein modulares Sonnenschutzsystem. Es ist nicht nur flexibel auf- und abbaubar, sondern nachhaltig, da der Materialverbund kreislauffähig ist. Das System besteht aus 3D-Textilien (Abstandsgewirken) aus recyceltem Polyester, die partiell mit Polyesterrecyclat 3D-bedruckt werden und ist Teil der Zukunft Bau Forschungsförderung „6dTEX – 3D Druck auf 3D Textil“. Das Projekt ist am 12….

Textile Bodenbeläge mit Flammschutzmitteln verringern das Risiko eines Brandes. In gewerblichen Gebäuden werden derartige Bodenbeläge in großen Mengen verbaut. Das Recycling dieser Materialien ist jedoch schwer umzusetzen, denn die Bodenbeläge bestehen aus mehreren miteinander verbundenen Schichten und die etablierten Flammschutzmittel sind meist ökologisch problematisch. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) und das Institut für Bodensysteme (TFI) haben ein Konzept entwickelt, das den Anteil an Flammschutzmitteln in den Teppichgarnen vermindert – bei gleichbleibend hohem Flammschutz. Die Struktur des textilen…

CASUS-Wissenschaftler an umfangreicher Verifizierung bestehender Computercodes für Werkstoffsimulationen maßgeblich beteiligt. Fachleuten aus Physik und Materialwissenschaften stehen eine ganze Reihe von Computercodes zur Verfügung, die das Verhalten von Materialien simulieren und deren Eigenschaften vorhersagen. Um zu überprüfen, ob die Ergebnisse der verschiedenen Codes vergleichbar, schlüssig untereinander und reproduzierbar sind, hat eine große Gruppe von Wissenschaftler*innen die bisher umfassendste Verifikationsstudie zu diesem Thema durchgeführt. Sie bietet einen Referenzdatensatz sowie etliche Leitlinien zur Bewertung und Verbesserung bestehender und neuer Codes. Die von Forscher*innen…

ETH-​Forschende haben ein Modell entwickelt, das in Echtzeit misst, wie anpassungs-​ und widerstandsfähig ein Vertriebssystem ist. Anhand umfangreicher Logistikdaten zum Vertrieb von Opiaten in den USA konnten sie zeigen, dass Lieferengpässe hinausgezögert werden können, wenn Händler die Lieferung von Restbeständen koordinieren. Das Modell der ETH-​Forschenden kann Aufsichtsbehörden in Europa helfen, die Lieferketten von stark nachgefragten Medikamenten besser zu überwachen und deren Resilienz frühzeitig zu stärken. Lieferengpässe bei Medikamenten stellen die Gesundheitssysteme weltweit vor grosse Herausforderungen. So sind in der Schweiz…