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Richtigstellung eines Berichtes in der Tagesschau zur Einstellung von drei der letzten sechs Kernkraftwerke in Deutschland zum Jahresende 2021

Erde, Klima, Umweltschutz, Physik, Chemie, Technik

Meine persönliche Bemerkung:

Professor Dr. Sigismund Kobe ist als Professor der Physik einer der führenden Fachleute auf dem Gebiet der Versorgung Deutschlands mit sicherer Energie. Prof. Kobe hat mich auf ein fundamentalen Fehler aufmerksam gemacht, der sogar in der renommierten Tagesschau der ARD  am 26.12.2021 zunächst ohne Widerspruch und Korrektur ausgestrahlt. Offenbar ist das von den Fernseh-Publikum geglaubt worden, sonst wären sie auf die Barrikaden gestiegen. Das ist das große Problem der heutigen Energiepolitik, ein Populismus mit unerträglichem Wunschdenken hat in Deutschland die öffentliche Meinung erfasst. Weil nur wenige Menschen die Zusammenhänge naturwissenschaftlicher Gesetze deuten können, entstehen große Gefahren für die deutsche technische Kultur, auf der unser Wohlstand beruht.

‚Denke ich an Deutschland in der Nacht, so werde ich um den Schlaf gebracht‘ (Heinrich Heine). Gott sei Dank gibt es einige warnende Fachleute, die noch den Überblick bewahren, aber derzeit wenig Resonanz bei Politikern finden.

Der erste langfristige Blackout in Versorgung mit elektrischer Energie steht bevor, weil sich die Politik im Wunschdenken verloren hat. Das sagen nicht nur Pessimisten.

Ich weiß, längere Texte werden heute nicht mehr gelesen, aber diesmal lohnt es sich besonders, um Unheil vom deutschen Volk abzuwenden:

Jean Pütz

(Sigismund Kobe) – In dem Beitrag stellt tagesschau folgende Behauptung auf:

„Rein rechnerisch entspricht die installierte Leistung der jetzt abzuschaltenden Blöcke der von 1000 Windrädern.“

Mit dem Vergleich von Äpfeln mit Birnen, hier der installierten Leistung von Kernkraftwerken mit der installierten Leistung von WEA, soll offenbar  dem Leser/Zuhörer vermittelt werden, man könne die Abschaltung von drei KKW zum Jahresende durch die Errichtung von nur 1000 Windräder kompensieren.

Die Wahrheit sieht aber so aus:

Die Grafik vom ISE Fraunhofer-Institut Freiburg zeigt den Jahresertrag 2021 (bis zum 28.12.) von Elektroenergie:

6 KKW (links, rot)                  = 64,83 TWh
ca. 30 000 WEA onshore (rechts) = 87,63 TWh

 

Damit ergibt sich folgende Abschätzung

Jahresertrag von drei KKW:         ca. 30 TWh

Jahresertrag von 1000 WEA:       ca.    3 TWh

Rein rechnerisch benötigt man also nicht 1000, sondern 10 000 WEA.

Dieser Vergleich bezieht sich allerdings nur auf die Jahresbilanz, d.h. auf die jeweils jahreskumulierten Stromerträge.

Um die volatile Erzeugung der WEA zu kompensieren, benötigt man zusätzlich Großspeicher.

Wir haben als Großspeicher in Deutschland nur Pumpspeicherwerke zur Verfügung. Sämtliche Pumpspeicherwerke

lieferten 2021 ca. 10 TWh. Dies entspricht auch etwa der benötigten Speicherkapazität, um die durch 10 000 WEA  erzeugte Elektroenergie verbrauchergerecht (so wie die KKW es bisher geschafft habe) bereitzustellen.

Fazit:  Um allein drei KKW durch onshore-WEA zu substituieren, werden zu den 30 000 vorhandenen noch weitere 10 000 WEA benötigt. Dies ALLEIN reicht aber nicht aus: Zusätzlich müsste nur für diese 3 KKW auch der Gesamtbestand an PSW in Deutschland verdoppelt werden.

Mit freundlichen Grüßen

Sigismund Kobe
(Prof. em. S. Kobe, TU Dresden)

ZDFheute: Quarantäne verkürzen wegen Omikron?

Klassische Medizin

(ZDF) – Noch ist die vielfach beschriebene „Wand“ aus Omikron-Infektionen nicht in Deutschland angekommen. Eventuell liegt das aber auch nur an den verzögerten Meldewegen über die Weihnachtsfeiertage. Ein Blick ins Ausland zeigt: Omikron treibt die Infektionszahlen in vorher ungekannte Höhen.

Anders als bei vorherigen Corona-Wellen scheint das Hauptproblem diesmal nicht die Schwere der Covid-19-Erkrankungen oder ein gar tödlicher Verlauf zu sein. Es ist vielmehr die schiere Masse an Krankheitsfällen, die die Infrastruktur belasten könnte.
Zusätzlich müssen aktuell Kontaktpersonen zu Omikron-Fällen in Quarantäne. Auch diese Menschen fehlen dann als Personal, etwa in Kliniken oder Betrieben. In Großbritannien und in den USA wird bereits das Krankenhauspersonal knapp, in New York fehlten letzte Woche 2.700 Polizisten Weltweit sind Tausende Flüge ausgefallen weil kein Personal verfügbar war. Auch die Krankenhäuser in Frankreich arbeiten am Rande der Kapazität.

Bayerns Gesundheitsminister Klaus Holetschek hat sich vor diesem Hintergrund dafür ausgesprochen, über eine Verkürzung der Corona-Quarantänezeit nachzudenken. Man müsse sich das genau anschauen, auch mit Bezug auf die kritische Infrastruktur, sagt der CSU-Politiker im ZDF-Morgenmagazin. Er erwarte dazu sehr zeitnah Vorschläge vom Robert-Koch-Institut.

Überarbeitung der Quarantäne-Regeln gefordert

Zuvor hatte Bayerns Ministerpräsident Markus Söder (CSU) das Thema bereits ins Spiel gebracht: „Die aktuell gültigen Quarantäne-Regeln bedürfen mit Blick auf eine mögliche explosionsartige Verbreitung von Omikron einer Überarbeitung – wir können nicht das ganze Land in Quarantäne schicken“, sagte er der „Welt am Sonntag“.

Der Vize-Vorsitzende der Unionsfraktion, Sepp Müller (CDU), hat vorgeschlagen, dass Menschen sich bereits nach fünf Tagen „freitesten“ können sollen, um eine Massenquarantäne zu verhindern.

USA halbieren Quarantänezeit für symptomfreie Infizierte

In den USA wurde genau das bereits von der Gesundheitsbehörde CDC beschlossen: Dort wird die Quarantänezeit für symptomfreie Infizierte halbiert. Wer positiv auf das Virus getestet, aber beschwerdefrei ist, muss künftig nur noch fünf statt zehn Tage in Quarantäne.
Die Entscheidung sei eine Reaktion auf die Omikron-Variante, deren Ausbreitung „alle Teile unserer Gesellschaft“ zu beeinträchtigen drohe, erklärte CDC-Chefin Rochelle Walensky. Die Behörde schlägt in ihren neuen Richtlinien auch vor, dass der fünftägigen Quarantäne eine fünftägige Sicherheitsphase folgen sollte, in der die Betroffenen in Gegenwart anderer eine Schutzmaske tragen.

Am Wochenende wurden in den USA jeweils mehr als 200.000 Neuinfektionen pro Tag gemeldet.

Genaue Daten darüber, wie lange man nach einer Infektion mit der Omikron-Variante ansteckend ist, gibt es noch nicht. Es ist aber bekannt, dass zum Höhepunkt der Ansteckungsgefahr die Virenlast höher ist als bei anderen Varianten, so der Frankfurter Virologe Martin Stürmer auf Anfrage von ZDFheute.

Sollte die Dauer der Ausscheidung infektiöser Partikel bei Omikron insgesamt kürzer sein, könne man eine Verkürzung der Quarantäne gegebenenfalls verantworten, so Stürmer.

Bundesregierung will „schrittweise“ reagieren

Die Bundesregierung strebt wegen Omikron derzeit noch keine Lockerung der Quarantäne-Regeln an, hält aber Änderungen für möglich. „Im Moment besteht dazu kein Anlass“, sagte ein Sprecher des Bundesgesundheitsministeriums am Montag in Berlin.
In der Pandemie müsse „schrittweise“ auf Entwicklungen reagiert werden. Die Ampel-Koalition äußerte sich zuversichtlich, die angepeilte Impfquote von 80 Prozent nun bis Ende Januar zu erreichen.

Drohende Kriegsgefahr ! Muss Russland Deutschlands Erbfeind bleiben ? oder … mit Song von Udo Lindenberg

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Was aus einer Hass-Ideologie entsteht, lehrt die Geschichte. Der Krieg gegen Frankreich 1870/71, der mit dem letzten deutschen Sieg endete, nahm Deutschland zum Anlass, Frankreich insofern zu verhöhnen, als sich der Preußenkönig Wilhelm im Versailler Schloss zum Kaiser krönen ließ, ohne Rücksicht auf die nationale Volksseele. Elsass-Lothringen, das einzige Industriegebiet Frankreichs, wurde annektiert. Damals fand der Krieg vorwiegend unter der Clique der Militärs statt, der Kaiser als großer Heerführer. Daraus resultierte eine Überheblichkeit, die letztlich zum Ersten – genannt – Weltkrieg – führte, weil nicht nur alle Staaten Europas, sondern auch die USA involviert wurden. Eine große Rolle spielte dabei die Propaganda, die in Frankreich und Deutschland dazu beitrug, dass selbst die Bürger dieser Völker vom jeweiligen Erbfeind überzeugt waren. So grenzt es an ein Wunder, dass es weitsichtigen europäischen Politikern durch die spätere Bildung der Europäischen Gemeinschaft gelang, einen Schlussstrich zu ziehen und nachhaltigen Frieden zu schaffen.

Auch Russland, zunächst als UDSSR, wurde schon im 2. Weltkrieg als deutscher Erbfeind deklariert. Anders sind die Millionen von Verbrechen der Nazis an diesen Völkern durch Wehrmacht, SA und SS nicht zu verstehen. Der NS-Propaganda gelang es, diese meist slawischen Völker als Untermenschen zu verunglimpfen. So beteiligten sich sogar unbescholtene deutsche Bürger an dem Gemetzel an der Zivilbevölkerung. Dass auch heute noch Restbestände dieser Erbfeind-Ideologie existieren, liegt auch an der verheerenden Hegemonial-Politik Stalins, die nicht nur Millionen Russen das Leben kosteten, sondern auch z. B. zur Gründung der DDR beitrug, die sich zwar demokratisch nannte, aber zum Unrechtstaat mutierte. Natürlich ist an dieser negativen Einstellung auch der ‚Kalte Krieg‘ beteiligt, der häufig an einem weltzerstörenden Atomkrieg vorbei schrammte.

Die große Chance, dieser gefährlichen Erbfeindschaft nicht nur Deutschlands gegen Russland ein Ende zu setzen, wurde verpasst, als sich Michael Gorbatschow – durch welche Eingebung auch immer – auf die Menschenrechte besann, was nicht nur Deutschland die Einheit brachte, sondern auch vielen osteuropäischen Staaten die Selbstbestimmung ermöglichte. Die westlichen Mächte versagten fundmental weil sie glaubten, das kommunistische System mit viel Triumpf-Geschrei endgültig besiegt zu haben. Der amerikanische Präsident Obama ließ sich in einer Pressekonferenz sogar dazu verleiten, Russland nur noch als ‚lokale‘ Macht zu deklarieren, die in der Weltpolitik nur noch eine unbedeutende Rolle spielt. Wer Russland kennt, der weiß, dass das den Stolz eines jeden Bürgers verletzen musste und den Aufstieg Putins mit seiner Machtpolitik erleichterte.

Aber bleiben wir noch in Deutschland: Immerhin verdanken wir den Russen die Deutsche Einheit. Auch dabei hat Gorbatschow eine entscheidende Rolle gespielt. Er akzeptierte sogar, dass der freie, noch getrennte DDR-Staat, sich in die Bundesrepublik integrieren konnte. In den Verhandlungen wurde auch erreicht, dass sich das in der DDR befindliche russische Militär endgültig aus Deutschland zurück zog, allerdings unter der Voraussetzung, dass das entstehende Macht-Vakuum nicht zur Expansion der NATO bis nahe an die Grenzen Russlands führen würde. Die damalige Bundesregierung nahm das ebenso wie die Westmächte zur Kenntnis. Leider gibt es dazu keinen völkerrechtlich bindenden Vertrag.

Dass die Westmächte inkl. Bundesrepublik sich daran nicht hielten und eine einmalige Möglichkeit zur Friedenssicherung verpasst wurde, nutzt Putin heute mit seinem Eintritt in die Weltpolitik. Die Probleme in Syrien, Armenien, Moldawien und vor allen Dingen die Ukraine sind die Folgen. Wenn sogar der Westen Putins Forderungen nach der Garantie verweigert, die Ukraine nicht in die NATO aufzunehmen, sollten sich die NATO-Strategen nicht wundern, dass Russland Unruhe an den Grenzen schürt und in seinem Sinne Machtpolitik betreibt. Dazu gehört auch die Annexion der KRIM, wo die russische Schwarzmeer-Flotte seit fast einem Jahrhundert beheimatet war. Auch in Syrien gibt es einen wichtigen Mittelmeer-Stützpunkt für diese Flotte. Diese Interessen zu berücksichtigen und nicht mit Sanktionen zuzupflastern, muss jede Friedenspolitik beinhalten.

Sehen und hören Sie sich dazu meine Gedanken zum Jahreswechsel an. Dabei steht der Frieden im Vordergrund.

Empfehlenswert ist auch ein Song, den Udo Lindenberg diesem Thema gewidmet hat. Vielleicht hilft er Ihnen, liebe Facebook-Freunde, ins neue Jahr zu starten. Auch in der Weltpolitik spielen Gefühle eine wesentliche Rolle. Hoffentlich ist unsere neue Außenministerin in der Lage, alle diese Fakten zu berücksichtigen. Dazu wünsche ich ihr viel Erfolg

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Folge 240 Der Vernunft eine Chance

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Siliziumfreie Perowskit-Fotovoltaik-Zelle auf dem Vormarsch – preisewert und mittlerweile auch langzeitbeständig

Physik, Chemie, Technik

(pte) – Forscher des Helmholtz Instituts Erlangen-Nürnberg und des Forschungszentrums Jülich haben eine Perowskit-Variante entwickelt, die durch ihre besondere Stabilität hervorsticht. In Tests bei erhöhter Temperatur um die 65 Grad Celsius und Beleuchtung behielt die neue Zelle über 1.450 Betriebsstunden hinweg 99 Prozent ihres anfänglichen Wirkungsgrads bei. Details wurden in „Nature Energy“ publiziert.

Außergewöhnliche Stabilität

„Die Achillesferse der Perowskit-Solarzellen ist ihre geringe Haltbarkeit. Klassische Silizium-Module sind recht langlebig. Selbst nach mehr als 20 Jahren im praktischen Einsatz büßen sie nur wenig von ihrer Leistungsfähigkeit ein. Solarzellen aus Perowskit verlieren dagegen meist schon nach wenigen Tagen oder Wochen an Effizienz. Früheren Modellen konnte man beim Altern regelrecht zuschauen: der Wirkungsgrad sank innerhalb von Sekunden oder Minuten nach dem Anschalten der Beleuchtung im Labor“, so Forscher Christoph Brabec.

Die neue Zelle besticht den Experten nach durch ihre außergewöhnliche Stabilität. „Die Werte gehören sicher zu den besten, die jemals für eine planare Perowskit-Solarzelle in einem Langzeittest gemessen wurden. Eine Langzeitprognose ist immer schwierig. Aber die Perowskit-Solarzelle, die wir jetzt entwickelt haben, könnte unter normalen Umständen sicherlich schon über 20 000 Betriebsstunden betrieben werden“, sagt Brabec.

Elektrode in einer Schutzhülle

„Um die Stabilität an der Kontaktstelle zu verbessern, haben wir die gesamte Elektrode in eine Art Schutzhülle gepackt“, erklärt Yicheng Zhao, Kollege von Brabec. Eine neue Doppelschicht-Polymer-Struktur, deren Unterseite undotiert und deren Oberseite mit einem nicht-ionischen Dotanden dotiert ist, schütze vor Zersetzung und sorge dafür, dass die Kontaktierung erhalten bleibt. Diese Architektur beschützt auf der einen Seite die sehr sensible Grenzfläche zum Perowskit und zeigt auf der anderen Seite eine außerordentlich stabile Leitfähigkeit, auch bei erhöhten Temperaturen, heißt es.

Neuer Impfstoff auch gegen alle Corona-Mutanten? – ein interessantes Konzept aus Ottawa

Klassische Medizin

(pte) – Am Ottawa Hospital ist mit „TOH Vac1“ ein Impfstoff entwickelt worden, der besser als andere vor einer Ansteckung mit den Corona-Viren schützen soll. Anders als bisher zugelassene Vaccine reproduziert er sich in den Körperzellen, sodass die erwünschte Immunantwort kräftiger ausfällt, heißt es. Arzt John Bell hat diesen Effekt an Mäusen und Affen nachgewiesen. „Wir glauben, dass unser Impfstoff eine länger funktionierende Immunantwort auslöst“, so Bell.

Billig herzustellen, leicht lagerbar

Der Impfstoff sei billig herzustellen, leicht zu lagern und zu transportieren und könne vor allem so modifiziert werden, dass er auch vor den Mutanten schützt, die die Pandemie weiter zu verlängern drohen. „Wir müssen jedes Werkzeug nutzen, um diese Pandemie zu kontrollieren, einschließlich neuer Impfstoffe mit einzigartigen Vorteilen“, unterstreicht Medizinerin Carolina Ilkow, leitende Wissenschaftlerin am Ottawa Hospital und Assistenzprofessorin an der University of Ottawa, die den Impfstoff gemeinsam mit Bell entwickelt hat.

TOH Vac1 basiert auf einem Stamm des Vaccinia-Virus, der in den 1950er-Jahren zur Impfung von Millionen von Menschen gegen Pocken verwendet wurde. Die kanadischen Wissenschaftler haben das Virus gentechnisch so modifiziert, dass es das Spike-Protein des Corona-Virus produziert. Dieses ermöglicht es dem Corona-Virus, in die Wirtszelle einzudringen und sie zu verändern. Der Impfstoff zeigt dem Immunsystem, wie der Eindringling aussieht, den es zu bekämpfen gilt.

Krebsforscher schwenken um

Die Idee, TOH-Vac1 zu entwickeln, kam von einer Gruppe von Postdocs, Doktoranden und Forschungstechnikern, die mit Bell und Ilkow im Krebszentrum des Ottawa Hospital zusammenarbeiten. Das Team konzentriert sich normalerweise auf die Entwicklung von Viren zur Bekämpfung von Krebs, aber als die Pandemie zuschlug, erkannten sie, dass sie ihre Forschung schnell anpassen konnten, um einen Impfstoff gegen COVID-19 zu entwickeln. Den stellten sie im Biotherapeutics Manufacturing Centre des Krankenhauses her, dem einzigen Labor im Land, in dem sich Vaccine in größeren Mengen herstellen lassen. Jetzt arbeiten die Entwickler am Zulassungsverfahren.

Neuer Covid 19-Impfstoff nach klassischer Methode – eine Alternative für mRNA-Skeptiker

Klassische Medizin

(BMBF) – Die Europäische Arzneimittel-Agentur (EMA) hat am heutigen Montag die Zulassung des COVID-19-Impfstoffes der US-amerikanischen Firma Novavax in Europa empfohlen.

Dazu erklärt Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger:

„Die Zulassung eines weiteren Impfstoffs gegen Corona durch die Europäische Arzneimittelbehörde (EMA) ist eine sehr gute Nachricht. Dadurch wird das Impfangebot in absehbarer Zeit sinnvoll ergänzt und die Impflust angeregt. Es handelt sich bei dem Impfstoff von Novavax um einen traditionellen Protein-basierten Impfstoff, der einem Totimpfstoff sehr ähnelt. Das zugrundeliegende Prinzip hat sich bei Impfstoffen gegen zahlreiche virale Erreger über Jahrzehnte bewährt. Der Impfstoff von Novavax ist mit einer Wirksamkeit von 90 Prozent hoch effektiv und diesbezüglich vergleichbar mit den bereits zugelassenen mRNA-Impfstoffen. Die Arbeiten von Novavax wurden maßgeblich mit Fördergeldern der Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI) finanziert. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) förderte das Corona-Impfstoff-Programm von CEPI bisher mit 350 Millionen Euro. Ich hoffe nun auf eine schnelle STIKO-Empfehlung, damit der neue Impfstoff auch in Deutschland eingesetzt werden kann. Es zeigt sich erneut, welche Chancen in der Forschung liegen und wie wichtig eine konsequente Förderung ist.“

Hintergrund:

Die Arbeiten von Novavax wurden maßgeblich durch die internationale Stiftung CEPI, der Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, mit Fördermitteln in Höhe von 414 Mio. US-Dollar finanziert. CEPI verfolgt das Ziel, die Entwicklung von Impfstoffen gegen Krankheitserreger mit Pandemiepotenzial zu fördern. Deutschland ist Gründungsmitglied von CEPI und einer der Hauptinvestoren.

Die Covid-19-Pandemie hat Deutschland in den letzten Wochen mit einer starken vierten Welle erfasst. Mit der Zulassung des Impfstoffes von Novavax wird die Palette verfügbarer Impfstoffe in absehbarer Zeit sinnvoll ergänzt und dazu beigetragen, dass sich noch mehr Menschen in Deutschland impfen lassen.

Zellulosefasern ideal zum Abfiltern von CO2 aus Luft und Abgasen

Physik, Chemie, Technik

(DITF) – Der Schutz des globalen Klimas ist ein Vorhaben, das sowohl die Industrie wie auch die Gesellschaft vor eine große Aufgabe stellt. Allein durch Begrenzung der globalen Emissionen, durch Einsparung von Kohlenstoffdioxid (CO2), werden die Klimaziele nicht zu erreichen sein. Denn auch weiterhin wird es unvermeidbare CO2-Emissionen geben, die dennoch kompensiert werden müssen. Wege aus dieser misslichen Situation können Maßnahmen wie Aufforstung, Kohlenstoffbindung im Boden oder gar das aktive Abtrennen von CO2 aus der Luft sein. Solche sogenannten ‚Direct-Air-Capture-Technologien‘, werden bereits aus verschiedenen Ansätzen heraus im Forschungsmaßstab oder in Pilotanlagen erprobt. In einem dieser Verfahren setzt man spezielle Filter ein, mit denen sich CO2 aus der Atmosphäre entfernen lässt. Die DITF entwickeln im Rahmen eines Forschungsprojektes textile Materialien zur CO2-Abtrennung aus der Luft. CO2 kann auf diesem Wege längerfristig fixiert und damit dem Klimakreislauf dauerhaft entzogen werden. Oder es wird als Rohstoff für die Herstellung von CO2-neutralen Kohlenwasserstoffen genutzt.

Während im internationalen Wettbewerb bereits mehrere Firmen um die beste Technologie wetteifern, CO2 in großen Mengen und gewinnbringend aus der Luft zu extrahieren, steht dem ganz großen Durchbruch noch die Wirtschaftlichkeit im Wege: Der geringe Anteil von CO2 in der Atmosphäre (0,04%) erfordert es, enorme Mengen Luft durch die Filter zu pumpen, um einen nennenswerten Anteil von CO2 herauszufiltern. Das Abscheiden des absorbierten Kohlendioxids aus den Filtern benötigt wiederum größere Mengen an Wärmenergie. Der wirtschaftliche Betrieb ist unter den bisherigen Bedingungen nicht möglich. Bei der Weiterentwicklung der CO2-Abtrennung aus der Luft wird man daher an mehreren Stellschrauben drehen müssen, um die technologische Effizienz des Verfahrens zu steigern und gleichzeitig den Energieverbrauch zu minimieren.

Autarker Luftfilter für die CO2-Abtrennung
Ein gemeinsames Forschungsprojekt des Zentrums für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, der DITF Denkendorf, des Instituts für Energie- und Umweltforschung Heidelberg und der Mercedes-Benz AG Sindelfingen hat das Ziel, eine verbesserte, hocheffiziente CO2-Abtrennung aus der Luft mittels gewebefixierter Amine zu verwirklichen. Das Verfahren soll in einem Demonstrator umgesetzt werden, der autark zu betreiben ist: Der Ressourcenverbrauch soll rein auf erneuerbarem Strom und Abwärme basieren, gedeckt aus Solarenergie oder Wärmepumpen. Durch die besondere Bauweise des Luftfilters wird, anders als bei bereits etablierten Verfahren, ein kontinuierlicher Betrieb der Anlage ermöglicht. Damit wird die Hochskalierbarkeit auf industrielle Maßstäbe verbessert.

Innerhalb dieses auf vier Jahre angelegten Verbundforschungsprojektes bringen sich die DITF mir ihrer langjährigen Expertise in der Entwicklung von cellulosebasierten Fasermaterialien ein. Sie werden als Filtermedium in dem Demonstrator eingesetzt. Ausgehend von den Ergebnissen eines vorangegangenen Forschungsprojektes, in dem bereits ein Screening möglicher Verfahren zur CO2-Bereitstellung aus der Luft und der dafür eingesetzten sorbierenden Materialien durchgeführt worden ist, fiel die Wahl für das aktuelle Forschungsprojekt auf cellulosisches, faserbasiertes Material.

Optimierte Cellulosefasern aus Denkendorf
Unter der Leitung von Dr. Frank Hermanutz werden im Kompetenzzentrum Biopolymerwerkstoffe die Fasern für die Filter ausgesponnen und chemisch so modifiziert, dass sie Amine an ihre Oberfläche koppeln. In den Technika der DITF entwickelt und optimiert man hierfür neue Spinnverfahren. Die Amine sorgen für die temporäre Bindung des CO2 an das Filtermaterial. Der Vorteil, der für die Verwendung faserbasierter Cellulose spricht, liegt in der offenen, luftdurchlässigen Struktur faserbasierter Werkstoffe. Sie ermöglichen nicht nur einen hohen Luftdurchsatz, sondern verfügen auch über eine große spezifische Oberfläche, die für die Anbindung möglichst großer CO2-Volumina von Vorteil ist. Ziel der chemischen Modifizierung der Cellulose wird es sein, sowohl die Faser an sich wie auch die Anbindung der Amine derart zu optimieren, dass die Adsorptionsfähigkeit für CO2 bestmöglich ausgenutzt wird.

Ein ganz neues verfahrenstechnisches Konzept wird im Aufbau des Filters verfolgt: Es wird nicht, wie sonst üblich, ein statischer Filter verwendet, der nach vollständiger Beladung der Aminogruppen mit CO2 ausgeheizt werden muss. Der Filtriervorgang wird vielmehr in einen kontinuierlich arbeitenden Prozess eingebunden, der einen dauerhaften und energiesparenden Betrieb zulässt. Sofern das System an bestehende Luftströme wie Gebäudeklimatisierungen oder Abluft angeschlossen wird, entfällt die Notwendigkeit, energieintensive Ventilatoren einzusetzen.

Der Filter wird als spezieller Bandapparat konstruiert, in dem die Cellulosefasern in Form von Vliesen zu Endlosbändern verarbeitet sind. Diese Bänder laufen, gleich einem Förderband, auf Rollenbahnen durch den Anluftstrom und binden dort das CO2. Anschließend werden in einem räumlich abgetrennten Desorptionsbereich die Bänder in drei Temperaturzonen aufgeheizt. Dort trennt sich von den Aminogruppen Wasser und CO2.

Der kontinuierliche Prozess, der durch die umlaufenden Vliesbänder ermöglicht wird, gestattet eine kostensparende und wartungsarme Prozessführung. Neben der Gewinnung von CO2 wird auch die separate Entnahme von Wasser einen synergetischen Effekt von hohem Wert darstellen: Da schon die Anlage für den energieautarken Betrieb entworfen wird, ist es prinzipiell möglich, sie auch in infrastrukturschwachen und wasserarmen Gegenden zu betreiben. Die Wassergewinnung kann dann einen nicht unerheblichen Mehrwert darstellen. Die Ausführung als Bandapparat erleichtert es, das Verfahren in sehr große Leistungsklassen hoch zu skalieren, da hierfür vor allem eine einfach zu verwirklichende Vergrößerung der Bandlänge erforderlich ist.

 

Coronaviren und ihre Mutationen aus dem Abwasser ablesen!

Klassische Medizin

(DWA)- Nicht jeder Coronainfizierte wird in Deutschland auf die Omicron-Variante getestet, nicht jeder Infizierte wird über das Meldesystem der Gesundheitsämter erfasst, bezüglich der Verbreitung der Omicron-Variante besteht aktuell eine hohe Dunkelziffer. Über den Abwasserpfad können jedoch belastbare Daten über die Verbreitung von Virusmutationen in Deutschland und in den einzelnen Regionen sowie über die Trendentwicklung gewonnen werden – schnell, umfassend und zuverlässig. Bereits Mitte Dezember konnten Wissenschaftler der Ludwig-Maximilians-Universität München die Omicron-Variante in höherer Konzentration im Abwasser der Stadt nachweisen. Prof. Susanne Lackner von der TU Darmstadt analysierte Mitte Dezember einen Anteil von zwei Prozent der Omicron-Variante im Abwasser in hessischen Kläranlagen. „Die Abwasserwirtschaft kann den Gesundheitsbehörden in Deutschland wertvolle Informationen zur Pandemiebekämpfung liefern“, betont Johannes Lohaus, Sprecher der Bundesgeschäftsführung der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA).

Seit einem Jahr leitet die DWA das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „Abwassermonitoring zur Bestimmung des SARS-CoV-2-Infektionsgrades der Bevölkerung und Aufbau eines flächendeckenden Frühwarnsystems – Koordination der Forschungsaktivitäten in Deutschland durch die DWA (CoroMoni)“, das inzwischen bis Ende 2022 verlängert und durch zusätzliche Aufgaben erweitert wurde. „Omicron zeigt erneut, welche Vorteile ein abwasserbasiertes Frühwarnsystem bietet“, so Lohaus.

Neben der Vernetzung der Forschungsakteure unterstützt die DWA mit dem Projekt CoroMoni die Bundesregierung bei der Vorbereitung eines bundesweiten abwasserbasierten Überwachungssystems zur Infektionslage mit SARS-CoV-2 in Deutschland. Für den gesamten Workflow des Abwassermonitorings, beginnend bei der Probenahme über den laboranalytischen Nachweis der SARS-CoV-2 spezifischen RNA in Abwasserproben bis hin zur Auswertung und Darstellung der Ergebnisse, werden Leitlinien und Hinweise zum Vorgehen erstellt, die allen Beteiligten Orientierung geben. Um das Betriebspersonal auf Kläranlagen mit den besonderen Anforderungen der Abwasserprobenahme für den SARS-CoV-2-Nachweis vertraut zu machen, werden Schulungen, z.B. in Form von Web-Seminaren konzipiert und angeboten. Außerdem wird im CoroMoni-Projekt der Frage nachgegangen, wie ein flächendeckendes Überwachungsnetz in Deutschland strategisch aufgebaut sein muss, um den größtmöglichen Informationsgewinn zu erzielen, ohne alle rund 9500 kommunalen Kläranlagen in Deutschland beproben zu müssen.

Im Abwasser lassen sich SARS-CoV-2-Viren mit einem Vorlauf von bis zu 14 Tagen vor den gemeldeten Fallzahlen nachweisen. Auch neue Virus-Varianten, wie die erstmalig in Südafrika entdeckte Omicron-Variante, können im Abwasser frühzeitig detektiert werden. Im Abwasser von Pretoria gab es frühzeitig Hinweise auf eine rasche Zunahme der Virus-Ladung, die auf Omicron zurückzuführen war. Der Anstieg der Viruslast im Abwasser hilft den Fachleuten und Corona-Krisenstäben, die anteilige Verbreitung der Omicron-Variante mit einem Vorlauf von ein bis zwei Wochen abzuschätzen und Entscheidungen über notwendige Maßnahmen zu treffen.

Die DWA

Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) setzt sich intensiv für die Entwicklung einer sicheren und nachhaltigen Wasserwirtschaft ein. Als politisch und wirtschaftlich unabhängige Organisation arbeitet sie fachlich auf den Gebieten Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall und Bodenschutz.

In Europa ist die DWA die mitgliederstärkste Vereinigung auf diesem Gebiet und nimmt durch ihre fachliche Kompetenz bezüglich Regelsetzung, Bildung und Information der Öffentlichkeit eine besondere Stellung ein. Die rund 14 000 Mitglieder repräsentieren die Fachleute und Führungskräfte aus Kommunen, Hochschulen, Ingenieurbüros, Behörden und Unternehmen.

Hoffnung für die Tropen – Tief-Kühlung nicht mehr erforderlich?

Physik, Chemie, Technik

(pte) – Elarex , ein Spin-off der McMaster University, entwickelt eine Technologie, die flüssige mRNA-Impfstoffe ohne das derzeit für die Lagerung und den Transport notwendige Tiefkühlen sicher und einsetzbar macht. Zu dem Zweck hat das Unternehmen von der Bill & Melinda Gates Foundation eine Förderung über 1,2 Mio Kanadische Dollar (rund 0,8 Mio Euro) erhalten.

Bessere Verteilung als Ziel

Das Aufrechterhalten der Kühlkette von der Herstellung bis zur Verabreichung einzelner Dosierungen ist nötig, stellt aber eine aufwendige, Ressoucen-intensive und teure Barriere für eine gerechte weltweite Verteilung von Impfstoffen dar. Davon betroffen sind vor allem Entwicklungsländer. Ein technologischer Durchbruch für bessere Thermostabilität von flüssigen mRNA-Nanopartikeln würde eine effizientere Nutzung und Verteilung von mRNA-Impfstoffen in Ländern mit mittleren und geringen Einkommen ermöglichen.

Elarex wurde 2019 gegründet, um eine Technologie zu vermarkten, die von einem Team um Carlos Filipe entwickelt wurde. Die Forscher haben eine Aufbewahrungsmethode für das Suspendieren von biologischen Nanopartikeln in einem auflösbaren, genusstauglichen Material aus Zucker und Stärke entwickelt. Diese Plattform ist darauf ausgerichtet, Impfstoffe und Therapien monatelang ohne Kühlung sogar bei heißem Wetter funktionsfähig zu halten.

Plattform sicher integrieren

Elarex-CEO und -Mitbegründer Robert DeWitte erklärt: „Es ist eine sehr motivierende, externe Bestätigung, dass wir in die richtige Richtung gehen. Wir hoffen, dass sie die Tür für weitere Kooperationen öffnet.“ Weltweit wird an den Impfstoffen der nächsten Generation gearbeitet, die helfen sollen die langfristige Bedrohung durch COVID-19 zu verringern. Dafür sind leistbare, langlebige und sofort einsetzbare Plattformen für flüssige Impfstoffe bedeutsam.

Ziel ist es, dass Innovationen direkt in bereits bestehende Herstellungsprozesse eingegliedert werden können, um die weltweite Nachfrage zu befriedigen. Elarex arbeitet nur mit Materialien, die bereits für die Injektion zugelassen sind. Damit soll der Weg zu einer breiten Anwendung verkürzt werden. Laut Filipe wird jeder, der das als Erster schafft, einen großen Vorteil haben.

„Gleichzeitig ist uns klar, dass die Lösung so einfach wie möglich zu sein hat, damit sie funktionieren kann. Was auch immer wir entwickeln, muss reibungslos, fast unsichtbar in die derzeitigen Herstellungsprozesse passen.“ DeWitte nach arbeiten die Wissenschaftler derzeit im Labormaßstab an einer Entwicklung von Herstellungsprozessen für ihre löslichen Impfstoffprototypen. Elarex würde es zudem freistehen, diese Arbeit selbst zu vermarkten und die Technologie auch der Foundation zur Verfügung zu stellen.

Genesene Corona-Schwerkranke sterben früher

Klassische Medizin

(pte) – Überlebende einer schweren COVID-19-Infektion verfügen über ein mehr als doppelt so hohes Sterberisiko im Verlauf des folgenden Jahres. Das gilt im Vergleich zu Personen mit einem leichten bis mittleren Krankheitsverlauf und jenen, die keine Infektion durchgemacht haben. Zu dem Ergebnis kommt eine Studie unter der Leitung der University of Florida

13.638 Akten ausgewertet

Ungewöhnlich ist den Experten nach, dass das Sterberisiko bei Patienten unter 65 Jahren größer ist. Zusätzlich starben auch nur 20 Prozent der schwer erkrankten Patienten an typischen Corona-Komplikationen wie Blutgerinnungsstörungen oder Lungenversagen. Die Ergebnisse legen nahe, dass eine schwere COVID-19-Erkrankung die Gesundheit langfristig schädigt und betonen die Wichtigkeit ihrer Verhinderung durch die Impfung.

Laut dem leitenden Wissenschaftler Arch Mainous hatte bereits eine frühere Studie gezeigt, dass schwer erkrankte Patienten, die sich erholten, über ein deutlich höheres Risiko verfügten, in den nächsten sechs Monaten ins Krankenhaus eingeliefert zu werden. Für die aktuelle Studie wurde das Sterblichkeitsrisiko in den nächsten zwölf Monaten untersucht.

Die Forscher verfolgten die elektronischen Gesundheitsakten von 13.638 Patienten zurück, bei denen innerhalb des Gesundheitssystems der University of Florida PCR-Tests auf COVID-19 durchgeführt worden waren. 178 Personen erkrankten schwer, 246 leicht oder mittel und der Rest der Tests war negativ. Alle Studienteilnehmer erholten sich. Die Forscher überwachten ihre Ergebnisse in den nächsten zwölf Monaten.

Hohe Sterbewahrscheinlichkeit

Patienten, die eine schwere Erkrankung überlebten, verfügen über eine deutlich höhere Wahrscheinlichkeit, im Verlauf des nächsten Jahres zu sterben. Bei schwer erkrankten Patienten unter 65 Jahren stieg die Sterbewahrscheinlichkeit im Vergleich mit gesunden Personen in diesem Zeitraum um 233 Prozent an. Dieser Wert war im Vergleich mit Nichtinfizierten höher als der Anstieg der Wahrscheinlichkeit eines Todes bei schwer erkrankten Patienten über 65 Jahren.

Da diese Todesfälle häufig lange nach der ursprünglichen Infektion eintraten, dürften sie von den Familien der Patienten und den Ärzten nie mit COVID-19 in Verbindung gebracht worden sein. Vor allem standen die meisten Todesfälle bei den schwer erkrankten Überlebenden nicht mit den häufigen Komplikationen der Krankheit selbst, wie Atemwegs- oder Herz-Kreislauf-Problemen, in Zusammenhang.

Tatsächlich entfielen 80 Prozent der Todesfälle auf eine Vielzahl von Ursachen, die normalerweise nicht mit COVID-19 in Verbindung gebracht werden. Dies legt nahe, dass die Patienten eine gesamte Verschlechterung ihrer Gesundheit erlitten hatten, die sie anfällig für verschiedene Leiden gemacht hat. Leicht oder mittelschwer erkrankte Patienten verfügten im Vergleich zu Nichtinfizierten über kein signifikant erhöhtes Sterblichkeitsrisiko. Details wurden in „Frontiers in Medicine“ veröffentlicht.