Leichter, flexibler und anpassbar – Innovationsplattform Solar TAP entwickelt innovative Lösungen für Photovoltaik-Anwendungen. Ziel ist es, bereits genutzte Flächen in Landwirtschaft, Gebäudesektor und Verkehr zusätzlich für den Ausbau der Solarenergie mit Solarzellen aus dem Drucker nutzbar zu machen. Erneuerbare Energien sind essenziell für ein Gelingen der Energiewende und die angestrebte Unabhängigkeit vom Import fossiler Energieträger. Deren Ausbau muss daher zügig und massiv vorangetrieben werden. Eine wichtige Säule hierfür ist die Photovoltaik (PV) – die Energie aus Sonne: Sie hat unter…

Photonische Zeitkristalle, deren Eigenschaften sich periodisch ändern, versprechen wesentliche Fortschritte in Mikrowellentechnik, Optik und Photonik. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun zusammen mit Partnern an der Aalto University und der Stanford University erstmals einen zweidimensionalen photonischen Zeitkristall hergestellt und wichtige Anwendungen demonstriert. Ihr Ansatz vereinfacht die Herstellung photonischer Zeitkristalle und kann die Effizienz künftiger Kommunikationssysteme verbessern. Die Forschenden berichten in Science Advances. (DOI: 10.1126/sciadv.adg7541) Zeitkristalle gehören im weitesten Sinne zu den sogenannten Metamaterialien, die künstlich hergestellt sind…

… für Lithium-Ionen-Batterien. Lithium-Ionen-Batterien (LIB) sind unverzichtbare Schlüsselkomponenten für die Elektromobilität und das Gelingen der Energiewende. Sie bieten eine hoheEnergiedichte und hohe Zyklenfestigkeit. Acht Partner aus  Industrie und Wissenschaft entwickeln im Förderprojekt „revoLect“ (Förderkennzeichen: 03ETE041) Technologien und Komponenten, um ressourcenschonende und effizientere LIBs produzieren zu können. Das Projekt verfolgt zwei wesentliche Innovationen: der Ersatz der üblichen Metallfolien durch eine metallisierte Gewebestruktur als Stromsammler und der Einsatz von Silizium als Anodenmaterial. Batterien sind eine der Schlüsselkomponenten für den Erfolg der globalen…

Autonome, sich selbststeuernde Produktionssysteme haben ein großes Potenzial bei der Transformation zur Nachhaltigkeit. Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST zeigt auf der Hannover Messe 2023 innovative Lösungen für eine Echtzeit-Datenerfassung direkt im laufenden Prozess. Durch die Entwicklung von integrierten und verschleißfesten Dünnschichtsensoren können Kenngrößen wie Kraft, Temperatur oder Verschleiß in der Nähe von hochbelasteten Umformzonen erfasst werden. Damit kann der Herstellungsprozess hochwertiger Kaltschmiedeteile überwacht und unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten optimiert werden. Prozessverständnis und Prozesssicherheit werden erhöht. Ein Beispiel…

Schub für Flexibilisierung des Busverkehrs. Automatisiertes Fahren halten Expertinnen und Experten im öffentlichen Nahverkehr für besonders sinnvoll – ökologisch wie ökonomisch. Der vielerorts beklagte Mangel an Fahrerinnen und Fahrern verstärkt diesen Trend noch zusätzlich. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln deshalb gemeinsam mit den Stadtwerken München und dem Fahrzeughersteller EBUSCO elektrische Busse, die automatisiert einem Lead-Fahrzeug folgen für den Linienverkehr in der Isar-Metropole. Erste Prototypen dieses „Platooning“ genannten Konzepts fahren bereits. Die Forschenden stellen das Projekt vom 17….

Ob Bohren, Drehen oder Fräsen – bei der Zerspanung, aber auch beim Ur- und Umformen, dem Druckguss und vielen anderen Anwendungen sind Werkzeuge für die industrielle Produktion von zentraler Bedeutung. Ihre Leistungsfähigkeit beeinflusst maßgeblich die Qualität sowie die Kosten des hergestellten Produkts und damit die ökonomische und ökologische Nachhaltigkeit des Produktionsprozesses. Ein Ziel der Arbeiten am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig ist die Entwicklung resilienter und smarter Werkzeuge unter den Anforderungen der Nachhaltigkeit. Die Forscherinnen und Forscher…

Alberding GmbH und Bundesanstalt für Wasserbau starten Forschungsprojekt. Wie lange braucht man von Mannheim nach Dortmund? Inklusive Feierabendverkehr und viel Regen? Und zwar über die Wasserstraße! Genau diese Fragen beantwortet RUBIN, der Reiseunterstützungsassistent für die Binnenschifffahrt. Mit der Kick-off-Veranstaltung am 28. Februar 2023 gaben die Projektpartner, Alberding GmbH und Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), den offiziellen Startschuss für das vom Modernitätsfonds des BMDV (mFUND) geförderte Projekt. In den kommenden drei Jahren sollen Methoden erarbeitet, Daten gewonnen und veredelt sowie die Reiseunterstützung…

Moderner Leichtbau hilft längst im Automobilbau und in der Flugzeugindustrie, Kraftstoff und Material zu sparen und die Umwelt zu entlasten. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS haben nun einen Weg gefunden, um solche erprobten Konstruktionsprinzipien auf weitere Branchen zu übertragen. Dafür verschweißen sie mit Lasern filigrane Hohlkammerstrukturen mit Deckblechen zu leichten Sandwichplatten. Diese Metallstrukturen lassen sich besonders effizient im Rolle-zu-Rolle-Verfahren des Fraunhofer IWS produzieren. Die neuartige Technologie sorgt für höheres Produktionstempo und mehr Einsatzbreite von Leichtbauplatten. Dadurch eröffnen…

Industrielle Prozesswärme nachhaltig bereitzustellen, bleibt eine Herausforderung. Papierfabriken, Chemieparks oder Nahrungsmittelverarbeiter benötigen eine Prozesswärme bei Temperaturen bis zu 200 Grad Celsius und sind bislang von fossilen Brennstoffen abhängig. Gleichzeitig fällt oft Abwärme bei niedrigeren Temperaturen an. Hochtemperatur-Wärmepumpen können helfen, industrielle Energiebedarfe bei hohen Temperaturen nachhaltiger zu decken. Das BMWK fördert das Verbundprojekt SteamScrew mit 2,6 Millionen Euro. Sein Ziel ist es, eine Hochtemperatur-Wärmepumpe mit Wasser als Arbeitsmedium zu entwickeln, die Wärme auf einem Temperaturniveau von 140 bis 200 Grad Celsius…

Projekt INNOBATT entwickelt neuartige leistungsstarke und ressourcenschonende Batteriespeicher. Das Verbundprojekt INNOBATT entwickelt ein neuartiges, modulares und intelligentes elektrisches Batteriespeichersystem. Grundlage ist kostengünstige und sichere Aluminium-Ionen-Zellchemie (AIB), die mit unkritischen Materialien auskommt. Ein funkgestütztes Batteriemanagement mit neuartiger Quantensensorik sorgt für herausragende Betriebssicherheit. Das Speichersystem ist von Beginn an auf ressourcenschonende Herstellung und einfache Wiederverwertbarkeit ausgelegt. Das Verbundvorhaben INNOBATT verfolgt einen neuartigen und ganzheitlichen Ansatz für anwendungsspezifische Batteriespeicher, der die komplette Wertschöpfungskette vom Grundmaterial bis zum späteren Recycling berücksichtigt. Ziel des Konsortiums…

Verbundwerkstoffe sorgen etwa in Flugzeugteilen, Freizeitgeräten und Haushaltsgegenständen für Stabilität. Die meisten dieser Werkstoffe haben jedoch einen schlechten CO2-Fußabdruck und sind nicht natürlich abbaubar. Eine nachhaltigere Alternative hat ein Team der Universität Stuttgart unter Leitung von Dr. Linus Stegbauer vom Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie (IGVP) entwickelt – einen vollständig biobasierten Verbundwerkstoff aus Flachsfasern und dem Biopolymer Chitosan. Wie ihr Name schon sagt, bestehen Verbundwerkstoffe aus mindestens zwei Ausgangsmaterialen, die so miteinander kombiniert und verbunden werden, dass das Endprodukt bestimmte…

Forschungsverbund will Klebstoffe aus pflanzlichen Tanninen fit für den industriellen Einsatz machen. „100% emissionsfreie und biobasierte Klebstoffe für tragende Holzwerkstoffe gibt es bislang nicht. Wären diese dann auch noch kostengünstig verfügbar, hätten wir so etwas wie den heiligen Gral der Holzwerk- und -klebstoffindustrie gefunden“, sagt Professorin Marie-Pierre Laborie von der Universität Freiburg, Koordinatorin des Forschungsverbundes TANIPU. Genau nach diesem heiligen Gral fahndet das TANIPU-Team. Die Forschenden setzen dabei auf Klebstoffe auf Basis von Tanninen – pflanzlichen Gerbstoffen. Das Vorhaben TANIPU…

Bei der Transformation zu einer CO2-neutralen Gesellschaft wird Wasserstoff eine zentrale Rolle spielen. Gemessen am heutigen Verbrauch verfünffacht sich Schätzungen zufolge der weltweite Wasserstoff-Bedarf bis 2050 auf 550 Millionen Tonnen. Bei der Verflüssigung geht jedoch ein Drittel des Energieinhalts von Wasserstoff verloren. In dem mit rund fünf Millionen Euro geförderten Horizont Europa-Projekt HyLICAL will nun ein Team unter Mitwirkung des HZDR, der TU Darmstadt und MAGNOTHERM Technologien zur Speicherung von Flüssigwasserstoff deutlich verbessern. Dafür setzt das Team auf magnetokalorische Materialien:…

Forschende an der Hochschule München entwickeln ein Antriebssystem für Pumpen, die selbst unter extremen Bedienungen in mehr als tausend Metern Tiefe effizient und zuverlässig arbeiten können – ein wichtiger Baustein für die hydrothermale Tiefengeothermie in Bayern. „Wenn die Energiewende gelingen soll, und wir in Zukunft zu einem bezahlbaren Preis unser Wohnzimmer heizen wollen, dann müssen wir die Effizienz regenerativer Energiegewinnung steigern – das gilt für Solaranlagen und Windräder, aber auch – und vor allem – für geothermische Kraftwerke“, betont Prof….

Ursache gefunden: Supraleiter übertragen elektrischen Strom verlustfrei über jede Entfernung und spielen eine wichtige Rolle bei Quantencomputern und medizinischer Bildgebung. Ein vielversprechendes Material sind Nickelate, Oxidverbindungen auf Nickel- und Neodymbasis. Sie wurden 2019 entdeckt; die Mechanismen, die sie supraleitend machen, waren bisher nicht geklärt. Die Ursache gefunden hat nun ein internationales Team unter Leitung der US-amerikanischen Cornell University. Zu ihm gehörten auch eine Physikerin und ein Physiker der Universität Duisburg-Essen (UDE). Die Entdeckung könnte helfen, neue verbesserte Supraleiter herzustellen. Die…

Wenn eine Brennstoffzelle unter der Haut Blutzucker aus dem Körper in elektrische Energie umwandelt, klingt das nach Science-​Fiction. Dabei funktioniert es einwandfrei, wie ein ETH-​Forschungsteam um den Biotechnologieprofessor Martin Fussenegger zeigt. Bei Typ-​1-Diabetiker:innen produziert der Körper kein Insulin. Deshalb müssen sich Betroffene das Hormon von aussen zuführen, um den Blutzuckerspiegel zu regulieren. Heutzutage geschieht dies meist über Insulinpumpen, die direkt am Körper sitzen. Solche Geräte, aber auch andere medizinische Anwendungen wie beispielsweise Herzschrittmacher, brauchen eine zuverlässige Energieversorgung. Diese wird derzeit…