Photovoltaikanlagen in Kombination mit Batteriespeichern ermöglichen mehr Unabhängigkeit bei der Energieversorgung. Wie groß das Potenzial für eine vollständig autarke Energieversorgung von Wohngebäuden ist, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gemeinsam mit Partnern untersucht. In der Fachzeitschrift Joule zeigen sie, dass bereits heute 53 Prozent der Einfamilienhäuser in Europa technisch energieautark werden könnten. Bis zum Jahr 2050 könnten durch Mehrinvestitionen von 50 Prozent mehr als zwei Millionen Gebäude das Netz verlassen. (DOI: https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.09.012) Die Strompreise in Europa steigen seit…

Forscher*innen der Universitäten Freiburg und Ulm haben eine monolithisch integrierte Photobatterie aus organischen Materialien entwickelt. Sie ist die erste monolithisch integrierte Photobatterie aus organischen Materialien, die eine Entladespannung von 3,6 Volt erreicht. Damit gehört sie zu den ersten Systemen dieser Art, die Kleinstgeräte betreiben können. Vernetzte intelligente Geräte und Sensoren können die Energieeffizienz von Konsumgütern und Gebäuden verbessern, indem sie deren Verbrauch in Echtzeit überwachen. Solche kleinen Geräte, wie sie unter dem Begriff des Internets der Dinge entwickelt werden, sind…

Dr. Andreas Birk, Professor für Elektrotechnik und Informatik an der Constructor University in Bremen, und sein Doktorrand Tim Hansen haben ein innovatives Verfahren zur Verarbeitung von Sensordaten entwickelt, das die Erstellung von Unterwasserkarten in Echtzeit und in besserer Qualität als mit bisherigen Methoden ermöglicht. Die Daten von genauen Unterwasserkarten stammen herkömmlicherweise von Sonaren, die mit mehreren Abtaststrahlen gleichzeitig die Umgebung erfassen. Mit der von den Wissenschaftlern der Constructor University entwickelten Methode können auch sehr einfache und erheblich kostengünstigere Sonare verwendet…

Schnell ladende mikrobielle Brennstoffzelle und CO2-Elektrolyseur auf der Basis von Ameisensäure. Ameisensäure gilt als vielversprechender Energieträger, da sie aus Kohlendioxid elektrochemisch erzeugt und vielfältig eingesetzt werden kann. Ein chinesisches Forschungsteam stellt in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie ein Batteriesystem vor, das die elektrochemische Gewinnung der Ameisensäure als Energieträger mit einer mikrobiellen Brennstoffzelle verknüpft. Das Hybridsystem könnte unter anderem zur Toxizitätsüberwachung von Trinkwasser verwendet werden. In mikrobiellen Brennstoffzellen verstoffwechseln Bakterien Energieträgermoleküle und erzeugen dadurch Strom. Wenn die Bakterien energiereiche Moleküle als Energieträger…

TH Köln erprobt ressourcenschonende Verfahren für die Betonherstellung. Durch die Verbrennung von gemischten Siedlungsabfällen, also haushaltsüblichem Müll, fallen in Deutschland jährlich etwa 5,7 Millionen Tonnen Müllverbrennungsaschen (MV-Aschen) an. Da diese Rückstände bisher nicht hochwertig weiterverarbeitet werden können, verbleiben sie größtenteils ungenutzt auf Deponien. Die TH Köln arbeitet im Projekt ASHCON daher an einem Verfahren, um MV-Asche für die Betonherstellung nutzbar zu machen. Untersuchungen mit ersten Rezepturen und Probekörpern belegen die grundsätzliche Machbarkeit. „Müllverbrennungsasche besteht neben metallischen und organischen Anteilen aus…

… mit Georg-Waeber-Innovationspreis 2023 ausgezeichnet. Ein Forschungsteam der Rigaku SE und des Fraunhofer IISB hat eine industrietaugliche Charakterisierungsmethode für Halbleitermaterialien realisiert. Der Aufbau des Röntgentopographiesystems wurde mit der Entwicklung entsprechender Algorithmen zur Fehlererkennung und -quantifizierung kombiniert. Das Verfahren eignet sich für Siliziumkarbid (SiC) – ein optimaler Halbleiter für Elektromobilität, Energierversorgung, industrielle Infrastruktur bis hin zu Sensoren und Quantentechnologien. Dr. Kranert und Dr. Reimann vom Fraunhofer IISB sowie Dr. Hippler, Geschäftsführer Rigaku Europe SE, wurden mit dem Georg-Waeber-Innovationspreis 2023 des Förderkreises…

Forschende sind mit Hochdruck auf der Suche nach neuen Materialien für zukünftige Technologien, von denen etwa die Energiewende abhängt – beispielsweise als Elektrokatalysatoren. Aufgrund ihrer vielseitigen Eigenschaften sind dafür vor allem solche Materialien interessant, die aus fünf oder mehr Elementen bestehen. Bei etwa 50 nutzbaren Elementen des Periodensystems ergibt sich eine schier unendliche Fülle möglicher Materialien. Felix Thelen vom Lehrstuhl Neue Materialien und Grenzflächen der Ruhr-Universität Bochum unter Leitung von Prof. Dr. Alfred Ludwig hat einen Algorithmus entwickelt, der die…

»SpreeTec neXt«: Pulverbettbasierte additive Laserfertigungsanlage soll auch der Lausitz neue Impulse geben. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden installiert einen europaweit einzigartigen industriellen 3D-Drucker. Die additive Fertigungsanlage des Herstellers Farsoon basiert auf dem selektiven Laserstrahlschmelzen im Pulverbett. Sie kann aus Aluminium, Titan, Nickel, Eisen, Kupfer und anderen metallischen Pulvern schichtweise besonders große Bauteile mit komplexer Geometrie erzeugen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer IWS richten ihre Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mit der Fertigungsanlage auf komplexe, großvolumige Bauteile wie…

Mit einer neuen 3D-​Drucktechnik können Forschende der ETH Zürich komplexe Keramikstrukturen für den Solarreaktor herstellen. Erste Tests zeigen: Damit lässt sich die Ausbeute des Solartreibstoffs deutlich steigern. In den vergangenen Jahren entwickelten Ingenieure der ETH Zürich eine Technologie, um aus Sonnenlicht und Luft Flüssigtreibstoffe herzustellen. 2019 demonstrierten sie erstmals den gesamten Prozess unter realen Bedingungen mitten in Zürich, auf dem Dach des Maschinenlaboratoriums der ETH. Solche synthetischen solaren Treibstoffe sind CO2-​neutral, da sie bei der Verbrennung genauso viel CO2 freisetzen,…

Weltpremiere: Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat den weltweit ersten Mittelspannungs-Stringwechselrichter für Großkraftwerke entwickelt und erfolgreich in Betrieb genommen. Mit dem Einspeisen ins Mittelspannungsnetz konnte das Team des Projekts »MS-LeiKra« nachweisen, dass für PV-Wechselrichter eine höhere Spannungsebene technisch möglich ist. Für die Photovoltaik bedeutet dies unter anderem enorme Kosten- und Ressourceneinsparungen bei passiven Bauteilen und Kabeln. Das Gerät begründet ein neues Systemkonzept für die nächste Generation von PV-Großkraftwerken, welches auch für Anwendungen in Windkraftanlagen, Elektromobilität oder Industrie einsetzbar ist….

„TÜV“ für Ionentriebwerke: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert Verbundprojekt unter Federführung der Universität Gießen mit rund 668.000 Euro. Ein bemannter Flug zum Mars oder andere ehrgeizige Raumfahrtmissionen werden durch die Möglichkeiten elektrischer Raumfahrtantriebe erleichtert oder technologisch überhaupt erst realisierbar. Die Entwicklung elektrischer Raumfahrtantriebe (Electric Propulsion, EP) schreitet derzeit rasch voran, auch beflügelt durch eine rasante Kommerzialisierung der Raumfahrt. Um den sicheren Betrieb von EP-Systemen im Weltraum zu gewährleisten, ist der Aufbau hochmoderner Instrumente zum Test und zur Qualifizierung…

Neue Mobilitätsangebote wie Ridepooling könnten Innenstädte entlasten, Emissionen senken und Fahrgästen mehr Flexibilität bieten. Ein On-Demand-Verkehrsangebot mit autonomen Shuttlebussen im Hamburger Straßenverkehr entwickelt das Projekt „Autonomes Ridepooling“ (ALIKE), an dem auch Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) beteiligt sind. ALIKE bündelt die Kompetenzen von Mobilitätsanbietern und Partnern aus Fahrzeugindustrie und Wissenschaft. Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr fördert das Projekt mit 26 Millionen Euro. Bis zu 10 000 autonome Shuttles könnten im Jahr 2030 auf Hamburgs Straßen unterwegs sein….

Die Verwendung von Biomasse für die Bioökonomie konzentriert sich bislang vornehmlich auf Rohstoffe auf Zucker- oder Stärkebasis, die mit hohen Kosten für die Umwelt im Hinblick auf die Landnutzung sowie auf den Energie- und Ressourcenverbrauch verbunden sind. Ziel des Forschungsprojekts „CAFIPLA“ mit Beteiligung des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) war es vor diesem Hintergrund, mindestens 80 Prozent biogenen Abfalls aus Haushalten als gemischte Eingangsbiomasse zur Erzeugung von Plattformchemikalien und zur Faserrückgewinnung zu nutzen. Hierfür konnte im Vorhaben ein pragmatischer Ansatz für die…

EU fördert Forschungsprojekt zur Entwicklung besonders zuverlässiger und nachhaltiger Transformatoren mit 2,5 Millionen Euro. Wenn in Rechenzentren der Strom ausfällt, ist der Schaden oft groß: Nicht nur wird der Betrieb von Unternehmen oder Institutionen unterbrochen, auch können wichtige Daten verloren gehen. Außerdem sind die Anlagen für ihren hohen Energieverbrauch bekannt. Ziel des Forschungsprojekts „Super-HEART“ ist eine Stromversorgung, die gleichzeitig mehrere nachhaltige Energiequellen wie Wasserstoff und Solarenergie nutzt. Im Mittelpunkt des Projekts steht die Entwicklung eines kosteneffizienten Transformators, der einen zuverlässigen…

Neuer Durchbruch: Die Lebensfähigkeit von Zellen spielt in der biologischen Forschung eine zentrale Rolle, da sie wertvolle Einblicke in die Gesundheit und Funktionalität von Zellen liefert. Erkenntnisse, die z. B. in der Krebsforschung, der Arzneimittelentwicklung und der Bewertung der zellulären Toxizität eine große Rolle spielen. Forscher*innen verwenden häufig bildgebende Verfahren, um die Lebensfähigkeit von Zellen zu beurteilen und trotz bedeutender Fortschritte in der Bildgebungstechnologie gibt es auf diesem Gebiet noch einige Herausforderungen. An diesem Punkt konnten Forscher*innen der Bergischen Universität…

Aus ungenutzten Abfällen der Nahrungsproduktion wird saubere Energie: Forschende der ETH Zürich und der Technischen Universität Nanyang nutzen Hühnerfedern, um Brennstoffzellen kostengünstiger und nachhaltiger zu gestalten. In der Lebensmittelindustrie fallen enorme Mengen an Abfällen und Nebenprodukten an, so auch in der Geflügelproduktion. Jährlich werden rund 40 Millionen Tonnen Hühnerfedern verbrannt. Das setzt nicht nur grosse Mengen an CO2 frei, sondern auch giftige Gase wie Schwefeldioxid. Forschende der ETH Zürich und der Technischen Universität in Singapur (NTU) haben nun eine Möglichkeit…