Effektives Thermomanagement mit programmierbaren Materialien. Energie ist knapp und teuer. Deutschland muss daher Energie in großer Menge einsparen. Erhebliches Potenzial dazu liegt im Bereich von Wärme- und Kühlenergie, schließlich fällt ein beträchtlicher Teil des deutschen Energieverbrauchs dafür an. Neuartige Materialien, bei denen sich der Wärmedurchgang programmieren lässt, können hierbei helfen. So ließe sich mit ihnen beispielsweise bei der Kühlung von Einfamilienhäusern bis zu 40 Prozent der Energie einsparen. Strom sparen ist angesagt, denn die Strompreise klettern stets weiter in die…

Neues Forschungsprojekt an der TU Freiberg. Im neuen Forschungsprojekt CLEAN-Mag entwickelt die TU Bergakademie Freiberg mit ihren Partnern innovative Prozesse für eine treibhausgasfreie Herstellung von Leichtbauteilen aus Magnesium unter der Verwendung von Wasserstoff als Hauptenergieträger. „Im Verbund möchten wir am Beispiel von Magnesium den Leichtbaugedanken weiter in eine klimaneutrale, industrielle Anwendung tragen und vereinen darum insgesamt 12 Partner aus Wissenschaft und Industrie“, sagt Projektleiter Prof. Ulrich Prahl vom Institut für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg. „Ziel ist es, in allen…

Die Produktion von Infektionsschutzkleidung ist material- und energieintensiv. Fraunhofer-Forschende haben nun eine Technologie entwickelt, die bei der Produktion von Vliesstoffen hilft, Material und Energie zu sparen. Auf Basis einer mathematischen Modellierung steuert ein Digitaler Zwilling wesentliche Prozessparameter der Herstellung. Neben der Verbesserung der Maskenherstellung eignet sich die Lösung ProQuIV auch dazu, die Produktionsparameter für andere Anwendungen der vielseitig einsetzbaren technischen Textilien zu optimieren. Die Hersteller können so flexibel auf Kundenwünsche und Marktveränderungen reagieren. Infektionsschutzmasken aus Vlies sind nicht erst seit…

Die Früherkennung möglicher Ausfälle und Brände durch die Detektion von überhitzten Bereichen (»Hot Spots«) im Personen- und Gütertransport hat das Potenzial die Sicherheit im Straßen- und Schienenverkehr bedeutend zu erhöhen. Bisherige Ansätze erfüllen die Anforderungen an eine berührungs- und lückenlose thermografische Überwachung von Fahrzeugen jedoch nur unzureichend. Im BMBF-geförderten Projekt »BiCam« erarbeiten das Fraunhofer IAF und die DIAS Infrared GmbH über zwei Jahre ein Outdoor-Kamerasystem, das eSWIR- und NIR-Spektralbereiche verbindet und so erstmals fließenden Verkehr kontinuierlich visuell und thermografisch überwachen…

Internationales Forschungsteam entdeckt neuartigen Quantenzustand. Wasser, das einfach nicht gefrieren will, egal wie kalt es wird – so lässt sich ein neuer Quantenzustand beschreiben, den eine Arbeitsgruppe unter Beteiligung des HZDR entdeckt hat. Die Fachleute des Institute of Solid State Physics der Universität Tokio in Japan, der Johns Hopkins University in den USA und dem Dresdner MPI-PKS haben ein spezielles Material bis nahe an den absoluten Temperaturnullpunkt abgekühlt. Dabei stellten sie fest, dass eine zentrale Eigenschaft der Atome – ihre…

Weniger Transportunfälle durch neue Fraunhofer-Sicherheitstechnik. In Lagerhallen herrscht viel Verkehr. Besonders die Zahl der Flurförderzeuge, wie Gabelhubwagen oder Gabelstapler, wächst in den Gängen der immer größer werdenden Lagerhallen. Trotz zahlreicher Sicherheitsmaßnahmen kommt es aber immer wieder zu Unfällen. Optische Sensoren an Flurförderzeugen sollen Lagermitarbeitende nun noch besser bei ihrer Arbeit schützen. Das Fraunhofer-Anwendungszentrum für optische Messtechnik und Oberflächentechnologien AZOM entwickelte gemeinsam mit BASF SE und Kinotex Sensor GmbH Prototypen für mehr Sicherheit im Arbeitsalltag. Mit speziell entwickelten optischen Sensoren will…

Nanodiamant-Materialien besitzen Potenzial als preisgünstige Photokatalysatoren. Doch bisher benötigten solche Kohlenstoff-Nanopartikel energiereiches UV-Licht, um aktiv zu werden. Das DIACAT-Konsortium hat daher Variationen von Nanodiamant-Materialien hergestellt und analysiert. Die Arbeit zeigt: Wenn die Oberfläche der Nanopartikel mit ausreichend Wasserstoff-Atomen besetzt ist, reicht auch die schwächere Energie von Licht im sichtbaren Bereich für die Anregung aus. Photokatalysatoren auf Basis von Nanodiamanten könnten in Zukunft mit Sonnenlicht CO2 oder N2 in Kohlenwasserstoffe oder Ammoniak umwandeln. Um chemische Reaktionen in einem wässrigen Medium katalytisch…

Neuer Sonderforschungsbereich SFB 1573 „4f for Future“ erforscht und entwickelt molekulare Verbindungen mit außergewöhnlichen Eigenschaften. Komplexe Materialien auf Basis von Seltenen Erden sind wichtig für viele Hightech-Anwendungen, beispielsweise für Permanentmagnete oder in Bildschirmen. Die Chemie molekularer und nanoskaliger Verbindungen der Seltenen Erden sowie ihre physikalischen Eigenschaften untersucht nun der neue Sonderforschungsbereich SFB „4f for Future“. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert den Verbund, an dem auch die Philipps-Universität Marburg, die LMU München und die Universität Tübingen beteiligt sind. Die…

Neue Freiheiten eröffnen sich in der Lasermaterialbearbeitung: Mit einem Flüssigkristall-Modulator lässt sich das Strahlprofil eines Lasers zeitlich hochaufgelöst frei programmieren. Der Strahl kann auch in identische Kopien aufgeteilt werden. Zusammen mit einer Inline-Prozessüberwachung und einer intelligenten Steuerung wird eine Null-Fehler-Produktion möglich. Details werden im EU-Projekt METAMORPHA erforscht. Das Modul wird in drei Anwendungen zusammen mit großen Industriepartnern erprobt. 30 Prozent Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Verfahren sind dabei das angepeilte Mindestziel. Die Technik: Schnell, genau und flexibel Von Ultrakurzpuls (UKP)-Lasern hat man…

KI-System deutet Fußgängerverhalten, um Interaktion zwischen Auto und Passanten zu ermöglichen. Autofahren ist mehr als Gas geben, lenken und bremsen: Eine entscheidende Rolle spielt die Verständigung mit anderen Verkehrsteilnehmern. Das autonome Fahrzeug der Zukunft muss deshalb unter anderem mit Fußgängern interagieren. Dazu muss es erkennen, welche Passanten relevant werden könnten, um sodann deren Verhalten zu erfassen und zu deuten. Ein Prototyp eines Systems, das mittels Künstlicher Intelligenz genau das leisten soll, hat nun das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung…

Feststoffbatterien ermöglichen noch höhere Energiedichten als Lithium-Ionenbatterien bei hoher Sicherheit. Einem Team um Prof. Philipp Adelhelm und Dr. Ingo Manke ist es gelungen, eine Feststoffbatterie während des Ladens und Entladens zu beobachten und hochaufgelöste 3D-Bilder zu erstellen. Dabei zeigte sich, dass sich Rissbildung durch höheren Druck effektiv verringern lässt. Feststoffbatterien (solid-state batteries, SSBs) gelten als aussichtsreiche Batterietechnologie der Zukunft. Gegenüber den aktuellen Lithiumionenbatterien, die in Mobiltelefonen, Laptops und Elektrofahrzeugen eingesetzt werden, versprechen SSBs noch höhere Energiedichten und vor allem auch…

– Förderzusage für »evTrailer2«. Nachhaltig, sicher und effizient sollen schwere Nutzfahrzeuge in Europa unterwegs sein. Fahrzeughersteller müssen dafür die Treibhausgas-Emissionen von neuen Lkw bis 2025 im Durchschnitt um 15 Prozent und bis 2030 um 30 Prozent gegenüber dem Stand von 2019 senken. Das neue Verbundforschungsprojekt »evTrailer2« fokussiert auf die Entwicklung und Integration von Hocheffizienztechnologien für die elektrischen Antriebs- und Energiesysteme sowie auf die Fahrsicherheit schwerer Sattelzüge. Die Forschergruppe entwickelt das Konzept eines traktionsfähigen Sattelaufliegers zur kooperativen Antriebsunterstützung schwerer Lkw. Im…

PEPPERONI ist ein vierjähriges Forschungs- und Innovationsprojekt, das im Rahmen von Horizon Europe kofinanziert und gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum Berlin und Qcells koordiniert wird. Das Projekt wird dazu beitragen, die Markteinführung und Massenproduktion von Perowskit/Silizium-Tandem-Photovoltaik-Technologien voranzubringen. Ziel von PEPPERONI ist es, Hindernisse für die Markteinführung der Tandem-Solartechnologie zu ermitteln und zu beseitigen und Grundlagen für neue Produktionskapazitäten in Europa zu schaffen. Eine Pilotlinie wird am europäischen Hauptsitz von Qcells in Thalheim, Deutschland, errichtet. Das Projekt startete am 1. November 2022 mit…

20 Prozent der weltweit erzeugten Energie geht durch Reibung verloren. Mit neuen Materialien, Oberflächen und Schmierstoffen könnten langfristig 40 Prozent davon eingespart werden – das entspricht CO2-Emissionen von mehr als drei Gigatonnen pro Jahr! Einen Weg dorthin eröffnet die Supraschmierung in Maschinenelementen. Fraunhofer-Forschende arbeiten gemeinsam mit Industriepartnern daran, diese vom Labor in die Anwendung zu bringen. In technischen Anlagen wird Reibung vielfach über Wälz- oder Gleitlager reduziert: Gleitlager punkten mit einem einfachen Aufbau und niedrigen Kosten, weisen allerdings Reibwerte von…

Forschende untersuchen Potenzial von Algorithmen für Rufbusse. Ob zur Arbeitsstelle, zum Bahnhof, zur Arztpraxis, zum Einkaufen, zum Familienbesuch oder zum Ausflugsziel – außerhalb von Städten erfolgen solche Fahren häufig mit dem privaten Fahrzeug. Denn für große Omnibusse, die eine fixe Tour abfahren würden, fehlt meist die Nachfrage, um einen wirtschaftlichen Betrieb aufrecht zu erhalten. Diese Lücke füllen sogenannte Rufbusse wie das Angebot „VGI-Flexi“ des Verkehrsverbundes Großraum Ingolstadt (VGI), das der Logistikexperte Prof. Dr. Pirmin Fontaine von der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt (KU)…

Elastokalorik: Hinter dem Begriff verbirgt sich ein Phänomen, das die Kühltechnologie revolutionieren könnte. Zieht man einen Draht aus Nickel-Titan in die Länge und entspannt ihn danach wieder, wird er heiß und wieder kühl. Damit kann man zukünftig viel energieeffizienter und klimafreundlicher kühlen. Die Technologie wurde von der EU-Kommission und vom US Department of Energy zur zukunftsträchtigsten Alternative zu bisherigen Verfahren deklariert. Dass das Saarland zur führenden Region der Elastokalorik werden könnte, liegt an einem besonderen Projekt von Forschern der Saar-Universität,…