Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von mobilen Gegenständen vor Schmutz, Feuchtigkeit, Strahlung und Temperatur sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Diese Erfindung kann insbesondere bei Geräten und Gegenständen aus den Bereichen Elektrotechnik, Medizintechnik, Messtechnik, Computertechnik und Zubehör eingesetzt werden.
Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen werden während des Preformingprozesses häufig Einlegeteile wie z. B. metallische Inserts, Flansche oder andere, meist metallische Komponenten in das Fasermaterial eingefügt (Hybridbauteile).
Diese Einfügungen haften nur über etwaige mechanische Hinterschnitte und die Verbindung Harz/Metall, welche nicht besonders belastbar ist. An der Universität Stuttgart wurde nun ein Verfahren entwickelt, metallische Komponenten wie Inserts vor der Harzeinbringung lokal mit Strukturkleber zu versehen. Dabei entsteht eine verbesserte strukturelle, kraftübertragende Verbindung, insbesondere bei sich im Material unterscheidenden Fügepartnern. Die Technologie ermöglicht auch die adhäsive Fixierung von Einlegeteilen, die einen Hinterschnitt gegenüber der ausgehärteten Faserkomponente aufweisen. Somit sind nun strukturelle Verklebungen bei bisher nicht klebbaren Fügeproblematiken möglich.
Durch das nasschemische Glätten der texturierten Rückseite von Solarzellen lässt sich einfach und effektiv die Leistung von Solarzellen steigern. Durch die abgerundeten Kanten erhöht sich die Rückseitenreflexion. Gleichzeitig wird der parasitären Emitter auf der Rückseite entfernt. Die notwendige Textur der Vorderseite wird durch eine Ätzbarriere geschützt. Es werden ausschließlich kostengünstige, in der industriellen Fertigung etablierte Technologien verwendet.
Das neu entwickelte Verfahren kombiniert den LIFT-Prozess (Laser Induced Forward Transfer) und das Siebdruck-Verfahren zur Herstellung der Frontkontakte bei Solarzellen. Die Kombination ermöglicht die Minimierung der Kontakt- und Linienwiderstände, auch bei Produktion im industriellen Maßstab, bei erheblich reduzierten Materialkosten. Dabei wird vor allem Silber durch Nickel und/oder Kupfer ersetzt. Neben der kostengünstigen Vermeidung von Silber für die Frontkontakte wird durch das Verfahren auch der Kontakt- und Linienwiderstand optimiert – der Wirkungsgrad der Solarzelle steigt bei deutlich günstigeren Herstellungskosten. Das deutsche Patent wurde hierzu bereits erteilt.
Laser sind vielseitig eingesetzte Werkzeuge, angefangen von der Spektroskopie bis hin zur Materialverarbeitung und -bearbeitung. Die Erhöhung der Ausgangsleistung von Halbleiter-Scheibenlasern ist für viele Anwendungen von zentraler Bedeutung. Um die Laserleistung weiter erhöhen zu können, muss jedoch der Wärmeeintrag in die Scheibe durch ein neuartiges Pumpkonzept reduziert werden. Im Auftrag der Baden-Württemberg Stiftung gGmbH wurde ein neues Konzept für Halbleiter-Scheibenlaser entwickelt, das es erlaubt, mit hoher Effizienz den Scheibenlaser zu pumpen und höhere Laserausgangsleistungen zu erzeugen.
Terahertz-Strahlung findet zunehmend Eingang in kommerzielle Anwendungen. Insbesondere der Einsatz in Sicherheitstechnologien wird intensiv geprüft. Ebenfalls großes Potential bietet die Terahertz-Strahlung in der Spektralanalyse, da Gase und Festkörper im THz-Frequenzbereich einen spektralen Fingerabdruck aufweisen. Das neu entwickelte Konzept für Terahertz-Strahlungsquellen bietet die Möglichkeit, in Kombination mit einem Kurzpulslaser (Festkörper- oder Faserlaser) mit hoher Effizienz Terahertz-Strahlung zu erzeugen, und zwar ohne externe elektrische Felder.
Beim Einsatz von Lasern zur Kanten- oder Grabenisolation oder auch bei Bohrprozessen, z.B. bei EWT-Solarzellen, werden in der Solartechnik bislang erhebliche Puffer eingeplant, da die Position des Lasers während der Bearbeitung nicht korrigiert werden kann. Die erfindungsgemäße Inline-Laserprozessregelung ermöglicht eine Nachführung des Bearbeitungslasers angepasst an kleinste Abweichungen im Werkstück. Durch Einsatz von CNN-basierten Kameras erfolgt der Abgleich der Ist-Position mit der Soll-Position sowie die Rückmeldung an die Lasersteuerung mit so hoher Geschwindigkeit, dass Prozesstakte im Fertigungsprozess nicht beeinträchtigt werden.
Die Nutzung von Licht zur Datenübertragung ermöglicht hohe Datenraten. Die Datenverarbeitung erfolgt fast ausschließlich elektronisch in integrierten Bauteilen auf Silizium-Basis. Ein neues wellenleiterbasiertes elektrooptisches Bauteil kann zusammen mit elektronischen Komponenten auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat integriert werden. Es bietet eine hohe elektrische Bandbreite und kann mit kleinen Spannungen betrieben werden.
Das neu entwickelte hybride Halbzeug reduziert das Bauteilgewicht durch direkte Maßnahmen wie eine Blechdickenreduzierung, bietet aber gute Dämpfungseigenschaften bei gleichzeitig gezielt einstellbarer Steifigkeit. Es wird nur eine Schicht eines Schichtverbundwerkstoffes mit Sicken versteift. Auf der Außenseite bietet der Werkstoff eine ebene Sichtfläche.
Trotz großer Anstrengungen im Bereich der regenerativen Energieträger haben Braun- und Steinkohlekraftwerke mit rund 45 % der Bruttostromerzeugung (2012) einen wesentlichen Anteil an der Stromproduktion in Deutschland. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde daher ein innovativer Feststoffbrenner für einen Brennraum zur Verbrennung von staubförmigen, festen Brennstoffen zur Verwendung in Braun- und Steinkohlekraftwerken entwickelt, mit welchem die NOx-Emissionen bis um den Faktor 4 bei gleichzeitig niedrigen CO-Emissionen verringert werden können, insbesondere bei variabler Last (Teillast). Gleichzeitig kann die Verbrennungsintensität sowie das Flammenvolumen und damit die Wärmeübertragung erhöht werden. Die Technologie wurde in der Pilotbrennkammer BRENDA getestet, welche eine thermische Gesamtleistung von 2,5 MW hat. Eine Übertragung auf industrielle Prozesse ist deshalb gegeben.
Bei der Analyse von komplexen Probengemischen – z.B. beim Hochdurchsatzscreening – kommen meist hocheffiziente chromatographische Trenntechniken wie z.B. Gaschromatographie, HPLC und UHPLC, Kapillarelektrophorese usw. zur Anwendung. An der Universität Heidelberg wurde nun eine Methode entwickelt, mehrere Probeninjektionen in einem einzigen Chromatogramm darstellen zu können, ohne dass ein spezieller Injektor zur Aufbringung der Proben erforderlich ist. Vor allem ist eine signifikante Beschleunigung des Probendurchsatzes ohne Verlust an Analysequalität und ein erheblich besseres Signal-zu-Rausch-Verhältnis möglich.
Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde ein neues, einfaches und potentiell sehr wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von makroporösen Sinterkörpern entwickelt. Es beruht auf der Nutzung von Kapillareffekten in dreiphasigen Suspensionen aus nano- bis mikropartikulären Feststoffpartikeln. Im Gegensatz zum Basispatent weist die Erfindung eine bimodale Partikelgrößenverteilung in der festen Phase auf. Die mechanische Festigkeit der aus Kapillarsuspension hergestellten makroporösen Erzeugnisse (z.B. Filter, Katalysatorträger, Scaffolds, Elektroden) kann hierdurch signifikant gesteigert werden.
An der Hochschule Karlsruhe konnte in Zusammenarbeit mit italienischen Partnern ein Verfahren entwickelt werden, das sich die Eigenschaften von polymerisierten bikontinuierlichen Mikroemulsionen (PBM) zunutze macht, um kommerzielle Membranen so zu beschichten, dass sie eine hydrophile und für Fouling sehr wenig anfällige Oberfläche aufweisen. Gleichzeitig können die Porengröße und damit die Trennleistung und chemischen Merkmale der Membranoberfläche individuell an die Zusammensetzung des zu reinigenden Wassers angepasst werden. Die innovativen Membranen konnten im Feldversuch mit realen Abwässern aus Textil- und Kosmetikindustrie sowie einer Ölmühle bereits erfolgreich getestet werden. Unter anderem aufgrund des reduzierten Foulings können damit die jährlichen laufenden Kosten einer Membranfiltration signifikant reduziert werden.
Für technische und industrielle Applikationen werden in allen Bereichen, in denen der reibungslose Ablauf chemischer Prozesse stark von der Zusammensetzung eines Mediums abhängt, vermehrt sogenannte Biosensoren eingesetzt, welche spezifische analytische Informationen über die Konzentration einer bestimmten Komponente im Medium liefern. Bei der Gewinnung von Biogas ist vor allem die schnelle, direkte und quantitative Detektion von langkettigen Carbonsäuren erwünscht, welche auf eine Beeinträchtigung der Fermentation und damit auf sinkende Effizienz des Prozesses hinweisen. Am Karlsruher Institut für Technologie konnte eine solche Methode zur Detektion von organischen Fettsäuren entwickelt werden. Der erfindungsgemäße Biosensor kann aber auch auf andere Verbindungen eingestellt werden, ist also vielseitig einsetzbar.
Der Abgaskonverter ermöglicht eine optimale Reinigung von Abgasen mit brennbaren, NOx-haltigen sowie partikel- oder rußförmigen Abgasbestandteilen unabhängig von der elektronischen Motorregelung, was zu einer Verbrauchsreduzierung führt. Er schließt Schalldämpfer und Partikelfilter mit ein und ermöglicht zusätzlich Wärmeauskopplung für die Fahrzeugheizung. Er eignet sich mit kleinen Änderungen für Gas-, Benzin- und Dieselmotoren.
Die erfindungsgemäße Technologie wurde entwickelt, um die lichtinduzierte Degradation (LID), die Solarzellen aus Cz-Silizium in den ersten Stunden unter Betriebsbedingungen erfahren, zu einem großen Teil und mit anhaltender Wirkung aufzuheben. Dabei werden die Zellen bei Temperaturen von bis zu 230 Grad unter Lichteinfluss oder durch das Anlegen von Spannung nachhaltig regeneriert. Das Verfahren kann leicht in bestehende Fertigungsprozesse integriert werden und verspricht eine Steigerung des Wirkungsgrades gegenüber herkömmlich produzierten Solarzellen aus Cz-Silizium von bis zu 5 % relativ.
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