Forschungsteam entwickelt Akkus für kleinste Dimensionen. Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), des Fraunhofer-Instituts All Silicon System Integration Dresden (ASSID), des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) in Berlin und der TU Bergakademie Freiberg arbeiten an einer neuartigen, direkt auf einem Siliciumwafer integrierbaren Festkörper-Lithium-Ionen-Batterie. Damit sollen kleinste elektronische Komponenten mit Strom versorgt und einige den Lithium-Ionen-Flüssigbatterien innewohnenden Nachteile beseitigt werden. „Sensorchips, Wearables oder medizinische Implantate der Zukunft, aber auch im Internet der Dinge eingebettete Geräte benötigen eine autonome und miniaturisierte Energieversorgung“,…

Die Beschichtung flexibler Substrate mit funktionalen Schichten ist durch die Nutzung von Rolle-zu-Rolle Technologien hocheffizient. Entscheidend für Anlagenbetreiber ist die Schichtdickenhomogenität und damit die elektrischen Eigenschaften der applizierten Schichten für eine hohe Ausbeute ohne Ausschuss. Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundprojekt KODOS (FKZ 13N14607) wurde mit SURAGUS GmbH am Fraunhofer FEP eine Lösung zur in-line Prozessüberwachung und für das Mapping der Prozessparameter entwickelt. Die Lösung ermöglicht eine in-situ 2D-Überwachung unter Verwendung von Wirbelstrommessköpfen sowie eine Prozessoptimierung während…

DWA und DBU: klimafest durch Schwammstadt-Prinzip Osnabrück. Hitzewellen, Dürren und Starkregen – die Folgen des menschengemachten Klimawandels fordern Städte und Gemeinden in höchstem Maße heraus. Wie sie klimafest werden, darum geht es am Donnerstag (28.9.) und Freitag (29.9.) bei einer Tagung in der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) in Osnabrück. Die Allianz „Gemeinsam für eine wasserbewusste Stadtentwicklung“ will unter Federführung der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) mit Fachleuten aus Wissenschaft, Politik und Praxis zukunftsfähige Perspektiven für Planung und…

Die Sonne schickt enorme Energiemengen auf die Erde. Doch in Solarzellen geht ein Teil davon verloren. Gerade bei organischen Solarzellen, die für innovative Anwendungen in Frage kommen, ist das eine Hürde für ihre Nutzung. Ein Schlüssel, um sie leistungsfähiger zu machen: Ein verbesserter Transport der im Material zwischengespeicherten Sonnenenergie. Dass sich durch bestimmte organische Farbstoffe regelrechte Autobahnen ausbilden können, hat eine Forschungsgruppe der Technischen Universität München (TUM) nun gezeigt. Diese Energiesammler sind leicht, hauchdünn und schmiegen sich als flexible Beschichtung…

Photovoltaikzellen aus organischen Verbindungen sind leicht und biegsam, weshalb sie als sehr vielversprechend gelten. Ein internationales Forschungsnetzwerk unter Leitung der TU Graz möchte nun die Stabilität der Materialien erhöhen. Solarzellen aus Silizium gibt es seit rund 70 Jahren. Solarzellen aus organischen Verbindungen sind hingegen recht neu, eröffnen für die emissionsfreie Stromproduktion aber neue Möglichkeiten. Organische Solarzellen erreichen Wirkungsgrade von bis zu 19 Prozent, sind aber extrem dünn, leicht, und biegsam. Aufgebracht auf transparente Folie können sie in verschiedensten geometrischen Formen…

Er ist klimafreundlich, feuchteregulierend, wiederverwertbar, leicht abbaubar und ein fast überall verfügbarer Rohstoff: Lehm. Als nachhaltig-ökologischer Baustoff rückt er jetzt wieder in den Fokus. Wie Stampflehmbauteile robotisch-gestützt hergestellt werden können, untersucht die Technische Universität Braunschweig. In einem zuvor von der Forschungsinitiative Zukunft Bau und nun von der Initiative GOLEHM geförderten Projekt entwickeln die Braunschweiger Wissenschaftler*innen diesen Prozess jetzt weiter, um die additive Fertigung direkt auf der Baustelle einzusetzen. Seit Jahrtausenden werden Gebäude aus Lehm errichtet. „Dennoch kommt uns Lehm wie…

Bereich „Leichtbau im Bauwesen“ der TU Chemnitz entwickelte im Rahmen einer Forschungskooperation ein freigestaltbares Beleuchtungsgitter in modularer Leichtbauweise, das insbesondere in denkmalgeschützten Gebäuden und in Event-Lokationen seine Vorteile ausspielt. Wenn denkmalgeschützte Bauwerke beleuchtet werden, sollten die Leuchtsysteme möglichst filigran gestaltet sein, um den Blick auf architektonische Details des Gebäudes nicht zu beeinträchtigen. Auch im Eventbereich ist es oft besser, auf eine großflächige Beleuchtung mit riesigen Scheinwerfern zu verzichten – auch aus energetischen Gründen. Forschende des Bereiches „Leichtbau im Bauwesen“ an…

Auf dem Weg zur Klimaneutralität braucht es neue Ideen, wie Stadtwerke ganze Quartiere ohne Kohle und Gas mit Fernwärme versorgen. Die Kombination von Solarthermie, Wärmepumpen und Grubenwasser als Wärmespeicher ist ein weltweit einzigartiger Ansatz, den das Fraunhofer IEG nun als Prototypen in Bochum testet. Die leistungsstarke Wärmepumpe für den Temperaturbereich bis 120 Grad Celsius hat nun ihren Platz im System eingenommen und wird zeigen, wie das lokale Wärmenetz davon profitieren kann. »Fernwärmenetze sind die effizienteste Art viele Haushalte zu versorgen«,…

An der Empa erkunden Akustik-Fachleute seit Jahren, wie Lärm durch Personen- und Güterzüge entsteht – und welche technischen und baulichen Massnahmen dagegen besonders wirksam sind. Ihre theoretischen und praktischen Erkenntnisse sind nun in das Projekt «SILVARSTAR» eingeflossen. Das Resultat ist ein Simulationstool für Bahnlärm, das auch in der Praxis weiterhelfen kann. Für Anwohner von Bahnstrecken ist er oftmals lästig – und für Fachleute, die ihnen helfen möchten, eine so vielschichtige Herausforderung, dass es eigentlich einen Plural von «Bahnlärm» geben müsste….

Das Fraunhofer IPMS entwickelt photonische Mikrosysteme, die durch kleine steuerbare Spiegel Licht modulieren und dadurch einzigartige Bilder und Strukturen erzeugen. Diese sogenannten Flächenlichtmodulatoren (Spatial Light Modulator, SLM) sind Mikrospiegelarrays mit bis zu mehreren Millionen Spiegeln auf einem Halbleiterchip. Sie finden unter anderem Anwendung in der Halbleiterproduktion, der Mikroskopie und der Holografie und haben das Institut international an die Spitze dieses Forschungsbereichs geführt. In eigenen Laboren und dem 1500 m² großen Reinraum entwickelt das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS basierend auf…

Ob zur Stabilisierung der Stromnetze, als Energieträger, Rohstoff für die Industrie oder Kraftstoff für den Transportsektor – Wasserstoff gilt als Schlüsseltechnologie der Energiewende. Doch wo kommen die großen Wassermengen her, die für die Produktion regional benötigt werden? Durch die kritische Wassersituation in vielen Regionen birgt das Thema jetzt und in Zukunft großes Konfliktpotenzial. Eine alternative Wasserquelle könnte die Methanolproduktion bieten – mit gleich mehreren Vorteilen. Die grüne Wasserstoffwirtschaft, also Herstellung, Transport und Nutzung von nachhaltig erzeugtem Wasserstoff, ist ein Element…

Zweidimensionale Materialien wie Graphen faszinieren mit erstaunlichen Eigenschaften. Jülicher Forschende haben nun gemeinsam mit Partnern des indischen Instituts für Technologie in Patna und der australischen Universität Newcastle ein besonderes Material dieser Art hergestellt, das einen metallischem Charakter aufweist. Es besteht aus einer Schicht aus Molybdänatomen, die gerade einmal eine Atomlage dünn ist, und wird auch als „Molybdänen“ bezeichnet. Den Wissenschaftlern gelang es, aus dem Metall Molybdän eine Schicht zu fertigen, die gerade einmal eine Atomlage dünn ist. Das neue Material…

Grünes Methan… Durch innovative Technik könnte jede Kläranlage umweltfreundlich Methan aus Kohlendioxid produzieren. Das Methan kann wiederum wie Erdgas in der vorhandenen Infrastruktur genutzt werden. Versorgt man die Mikroorganismen, die in Kläranlagen das Wasser aufbereiten, zusätzlich mit etwas Wasserstoff und Kohlendioxid, stellen sie reines Methan her. Damit kommen Erdgasheizungen und -fahrzeuge klar, ohne dass es technischer Anpassungen bedarf. Die beiden Arbeitsgruppen der Ruhr-Universität Bochum von Dr. Tito Gehring bei Prof. Dr. Marc Wichern und Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel haben gemeinsam…

In einem großangelegten internationalen Forschungsverbundprojekt hat die Technische Universität Ilmenau ein System zur automatisierten Überwachung und Sicherung der Qualität von Trinkwasser im laufenden Versorgungsbetrieb entwickelt. Das Online-Überwachungssystem spürt Verunreinigungen des Wassers in den Rohren auf und leitet im Notfall deren Reinigung ein. Der Ansatz, ein Modell zu entwickeln, das Messung und Optimierung integriert, wurde weltweit noch nie zuvor realisiert. Das Forschungsprojekt wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit mehr als einer Million Euro für drei Jahre gefördert, davon…

Forschungsvorhaben hat schnelle industrielle Umsetzung zum Ziel. Stationäre Energiespeicher zur Entlastung des öffentlichen Stromnetzes bei auftretenden Lastspitzen sind ein wichtiger Bestandteil zur Umsetzung der Energiewende. Zink-Ionen-Batterien stehen für diese und andere Anwendungen seit längerem im Fokus – bislang jedoch ohne kommerziellen Erfolg. Wie eine industrielle Umsetzung gelingen kann, wird nun in dem vom BMBF geförderten Forschungsprojekt »Wässrige Zink-Ionen-Batterien ZIB2« untersucht. Zentrale Entwicklungsziele sind die Verwendung von unkritischen, kostengünstigen Materialien, eine Erhöhung des Wirkungsgrades und Verlängerung der Lebensdauer sowie die Anwendung…

Damit das Sonnenlicht optimal von Photovoltaik-Modulen genutzt werden kann, müssen diese regelmäßig gereinigt werden. Chemische Reinigungszusätze sollen dabei die Reinigungswirkung verstärken. Diese können jedoch ein hohes Schädigungspotenzial mit sich bringen. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP hat ein Prüfverfahren entwickelt, um die Materialverträglichkeit solcher Reinigungsmittel und Auswirkungen auf die Funktionalität von Modulen zu untersuchen. Verschmutzungen auf PV-Modulen haben verschiedene Ursachen. Neben Staub und Pollen kommt es auch durch Emissionen der Industrie, des Verkehrs und der Landwirtschaft zu hartnäckigen Verschmutzungen. Durch diese…