(pte034/14.05.2019/13:30) – Beim Wettlauf um die Realisierung einer Metall-Luft-Batterie sind Forscher der Ohio State University einen großen Schritt weiter. Bisherige Bemühungen scheiterten, weil der Stromspeicher nach wenigen Lade- und Entladezyklen den Geist aufgab. Die Ursache für das schnelle Aus waren Sauerstoffatome, die sich in der Anode festkrallten, die eine der beiden Elektroden ist.

Kunststoff bringt die Lösung

Paul Gilmor, Doktorand von Vishnu-Baba Sundaresan, Professor für Mechanik und Raumfahrt, hat an der Kathode experimentiert. Normalerweise besteht sie aus reinem Metall, in diesem Fall aus Kalium. Er fügte Kunststoffbarrieren hinzu, weil er glaubte, so die fatale Anlagerung von Sauerstoff in der Anode verhindern zu können. Es zeigte sich, dass dieser Kunststoff eine entscheidende Rolle bei der Verlängerung der Lebensdauer der Batterie spielt. Er verhindert, dass der für den Betrieb der Batterie nötige Sauerstoff die Anode erreicht.

Die Forscher vergleichen die Luftversorgung der Batterie mit der Lunge. Luft passiert zunächst ein faseriges Gewebe auf Kohlenstoff. Dann trifft sie auf eine zweite Schicht, die weniger porös ist, um schließlich die dritte Schicht zu erreichen. Diese besteht aus leitfähigem Kunststoff, der kaum Durchlässe für Sauerstoff aus der Luft hat. Kaliumionen können dagegen passieren. Mit diesem Design gelang es dem Team, den Zyklus auf 125 zu erhöhen. Das bedeutet eine zwölfmal längere Lebensdauer, verglichen mit den bisherigen Kalium-Luft-Batterien.

Kalium-Luft-Batterien noch zu klein

Weil dieser Batterietyp mindestens zehnmal mehr Strom speichern kann als Lithium-Ionen-Batterien, die heute in elektronischen Geräten, E-Autos und Pufferspeichern für Wind- und Solarstrom verwendet werden, bestehen gute Chancen für eine kommerzielle Nutzung. Sie ist zudem noch billiger als die Lithium-Ionen-Batterie. Die Forscher beziffern die Kosten mit 44 Dollar pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Lithium-Ionen-Akkus kämen auf 100 Dollar.

Bisher sind die Kalium-Luft-Batterien aus dem Labor ziemlich klein, also ungeeignet, die großen Strommengen zu speichern, die zur Pufferung von Überschussstrom benötigt werden. Doch sie hätten das Potenzial, die Reichweite von E-Autos entscheidend zu vergrößern, meint Gilmor. Weiterer Vorteil: Dieser Akku braucht, anders als die Lithium-Ionen-Batterie, kein Kobalt, das auch als neuer Blutdiamant bezeichnet wird. Das seltene Element wird oft unter unmenschlichen Bedingungen bergmännisch gewonnen, auch von Kindern.

(Helmholtz-Zentrum) Kritische Rohstoffe wie Kupfer, Kobalt oder Seltene Erden sind von strategischer Bedeutung für die europäische Wirtschaft. Jedoch kommen viele dieser Metalle in ihren Lagerstätten als immer kleinere Erzkörnchen vor – zu klein für die gängige Abtrennung durch Flotation. In dem Projekt FineFuture will ein Konsortium mit 16 Partnern aus Industrie und Wissenschaft die Phänomene bei der Flotation sehr feiner Mineralpartikel erforschen und neue technologische Lösungen dafür entwickeln. Die EU fördert das auf drei Jahre angelegte Vorhaben mit über 6,2 Millionen Euro. Die Koordination von FineFuture liegt beim Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).

Europas Anteil an der weltweiten Bergbauproduktion liegt aktuell bei gerade einmal drei Prozent – noch um 1900 waren es 40 Prozent. Doch eine Trendwende zeichnet sich ab. Steigende Preise und die weltweit wachsende Nachfrage nach strategisch bedeutsamen, technologisch interessanten Metallen sind dafür verantwortlich. Damit rücken zunehmend Vorkommen in den Fokus der Bergbauindustrie, deren Abbau bislang als unwirtschaftlich galt: Gering konzentriert und fein verteilt sind die gewünschten Erze im Gestein, der technische Aufwand zu ihrer Gewinnung ist enorm.

„Das Thema Rohstoffe lässt sich nur auf europäischer Ebene bearbeiten“, betont Prof. Kerstin Eckert vom HZDR-Institut für Fluiddynamik, die das gesamte Projekt koordiniert: „Mit den im Konsortium gebündelten Kompetenzen haben wir die Chance, substanzielle Verbesserungen bei der Ausbringungs- und Verwertungsquote zu erreichen.“ In FineFuture arbeiten Partner aus insgesamt elf Ländern zusammen; sie wollen fortschrittliches Anlagendesign und Prozessinnovationen so kombinieren, dass die Verwertungsquote gegenüber dem heutigen Stand um 30 Prozent steigt. Effizientere Verfahren mit weniger Prozessschritten sollen zudem den Wasser- und Energieverbrauch sowie den Eintrag von Chemikalien in die Umwelt reduzieren.

Was ist Flotation?
„Die Schaumflotation ist die wichtigste Methode in der Montanindustrie, um aus Erzen wertvolle Rohstoffe zu gewinnen“, erklärt Dr. Martin Rudolph vom Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF), das zum HZDR gehört. „Bei Korngrößen unter 20 Mikrometern – das ist nicht einmal halb so dick wie ein Menschenhaar – gerät die derzeitige Technologie jedoch an ihre Grenzen.“ Die Schaumflotation nutzt die unterschiedlichen Oberflächen-Eigenschaften von Mineralpartikeln. Führt man einer Flüssigkeit mit fein gemahlenen Partikeln Gasblasen zu, haften die Blasen an Teilchen mit hydrophober, das heißt wasserabstoßender Oberfläche. Diese steigen mit den angehängten Luftblasen nach oben und bilden eine Schaumschicht, die abgeschöpft werden kann. Auf den jeweiligen Wertstoff zugeschnittene Reagenzien sorgen dafür, dass die „richtigen“ Körnchen in den Schaum gelangen. Andere Hilfsstoffe befördern das Absinken der unerwünschten Partikel oder stabilisieren den wertvollen Schaum. Faktoren wie zugeführte Gasmenge und Blasengröße, Turbulenzgrad der Strömung, verwendete Reagenzien und Anhaftungsenergien bestimmen die Ausbeute.

„Doch wie bringt man staubfeine Teilchen und Blasen auf Kollisionskurs?“, fragt Rudolph, der am HIF die Abteilung Aufbereitung leitet. „Wie wirken sich unterschiedliche Reagenzien im Gesamtprozess aus? Und wie lassen sich unerwünschte Teilchen aus dem Schaum entfernen?“ Noch viele grundlegende Fragen sind zu beantworten, damit sich künftig auch Mineralpartikel im Größenbereich von 0,1 bis 20 Mikrometer im industriellen Maßstab separieren lassen. Eine solche Technologie wäre ebenso für die Rohstoff-Gewinnung aus Althalden oder beim Recycling von großer Bedeutung.

Feinschaum im Computermodell
Die Forschungen der neun akademischen Projektpartner richten sich vor allem darauf, die Mechanismen und Mikroprozesse der Feinpartikel-Flotation zu ergründen: Zwei der insgesamt neun Arbeitspakete widmen sich den physikalisch-chemischen und hydrodynamischen Aspekten im Aufbereitungsprozess. Dabei geht es um Bindungsmechanismen und Schaumverhalten der Wertstoff-Partikel sowie um turbulente Strömungen im Flotationstank. Letztere beeinflussen die Kollisionsfrequenz von Partikeln und Blasen: Nur wenn Luftblasen und hydrophobierte Mineralkörnchen in Kontakt kommen, ist eine Anhaftung überhaupt möglich.

Gleich drei Gruppen am HZDR arbeiten daran, die Ausbeute bei der Feinpartikel-Flotation zu verbessern: Neben dem Team von Kerstin Eckert sind dies Kollegen aus dem Bereich numerische Strömungssimulation sowie eine Arbeitsgruppe um Martin Rudolph. Mit Modellexperimenten, neu entwickelten Messverfahren und Computersimulationen untersuchen sie die Wechselwirkungen zwischen Partikeln, Flüssigkeit und Gasblasen sowie die Strömungsverhältnisse in dem von außen nicht einsehbaren Flotationsbad.

Ein Plus für die Umwelt
Aus den Forschungsergebnissen wollen die Partner Lösungsansätze ableiten wie etwa innovative hydrodynamische Konzepte, mit denen sich die Kollisionswahrscheinlichkeiten zwischen Blasen und Feinteilen erhöhen lassen. Hier bringen die Hersteller von Flotationszellen Know-how und Technik ein. Neue Erkenntnisse zu den Wechselwirkungen an den Grenzflächen wollen die Forscher nutzen, um mit optimierten Reagenzien die Anhaftung kleinster Wertstoff-Partikel an die Gasblasen zu verbessern. Die neu entwickelten Technologien werden dann in simulierten Umgebungen, im Labor sowie in Pilotanlagen getestet und optimiert.

Neben führenden europäischen Forschungseinrichtungen sind sieben Unternehmen aus dem Bergbau, der Aufbereitungsindustrie und dem Anlagenbau an FineFuture beteiligt, darunter die polnische Firmengruppe KGHM – einer der weltgrößten Bergbau-Konzerne und Kupferminen-Betreiber – sowie drei weitere Rohstoff-Unternehmen. Diese erhoffen sich nicht nur höhere Gewinnungsraten, sondern auch nachhaltigere Prozesse und geringere Flotationsrückstände. Zudem schlummern in vielen Halden noch wertvolle Feinpartikel, die sie nutzbar machen wollen. Das könnte Deponien verkleinern und so Landverbrauch und Umweltgefahren reduzieren. Mit an Bord ist auch die BASF als Hersteller von Flotations-Chemikalien. Sie sucht nach optimierten Reagenzien, die sparsamer, effektiver und damit umweltfreundlicher sind.

(KIT) Batterien, Trinkwasser, Wärmedämmung: Neue Entwicklungen und Entdeckungen aus den Materialwissenschaften sind für fast alle Lebensbereiche bedeutend: Als Innovationsmotoren können sie zur Lösung ökologischer, technologischer und gesellschaftlicher Herausforderungen beitragen. Wissenschaftler des KIT-Zentrums Materialien stellen am Dienstag, 4. Juni 2019, um 18:30 Uhr im Karlsruher Rathaus ihre Forschung an neuen Technologien vor.

Gewinnung von sauberem Wasser, Fertigung effizienter Stromspeicherbatterien, Wärmedämmung für energieeffiziente Häuser – immer spielen die verwendeten Materialien eine große Rolle. Technische Innovationen sind nicht möglich ohne die Entwicklung neuer Materialien. Diese werden benötigt für den technologischen Fortschritt in vielen Lebens- und Technikbereichen – von Klima- und Umweltschutz über Gesundheit bis hin zur Sicherheit – und auch für die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit.

Das KIT-Zentrum Materialien kooperiert mit verschiedenen Forschungsinstitutionen, um Spitzenforschung in den Materialwissenschaften zu gewährleisten. Es entwickelt sowohl neue Materialien als auch damit verbundene Technologien zu deren Herstellung und Design. Das Zentrum setzt einen besonderen Fokus auf die Entwicklung von nanostrukturierten Materialien: hierzu gehört der 3D-Druck molekularer Strukturen – so können beispielsweise Sicherheitsmerkmale für Geldscheine hergestellt werden, um sie vor Fälschungen zu schützen. Ein weiterer Schwerpunkt des Zentrums ist die Entwicklung umweltfreundlicher Technologien. Forscherinnen und Forscher aus verschiedenen Disziplinen wie Natur-, Ingenieur- und Lebenswissenschaften ziehen zur Erreichung dieser und weiterer Ziele an einem Strang.

Bei der Veranstaltungsreihe „KIT im Rathaus“ lernen Bürgerinnen und Bürger diese spannende und interdisziplinäre Forschung kennen. Alle Interessierten, insbesondere auch Schülerinnen und Schüler, sind zu der vom ZAK | Zentrum für Angewandte Kulturwissenschaft und Studium Generale des KIT koordinierten Veranstaltung eingeladen. Ein anschließender Empfang bietet Gelegenheit zu Gesprächen. Parallel zur Veranstaltung findet vom 3. bis 7. Juni 2019 eine Ausstellung des KIT-Zentrums im oberen Foyer des Rathauses statt. Der Eintritt ist frei.

(pte002/21.05.2019/06:05) – Ein neues Klimagerät, das wie eine Manschette beim Messen des Blutdrucks getragen wird, haben Ingenieure an der University of California in San Diego entwickelt. Die Innovation wird von einer flexiblen Batterie, die ebenfalls am Körper getragen wird, mit Strom versorgt. Das Gerät kühlt oder wärmt nach Bedarf und hält die Temperatur auf einem für den Träger angenehmem Niveau, auch wenn sich die Umgebungstemperaturen ändern.

70 Prozent weniger Energie nötig
Laut den Forschern spart die persönliche Klimaanlage Energie beim Heizen beziehungsweise Kühlen ein, etwa im Büro oder zu Hause. „Dieses Gerät kann den Temperatur-Komfort verbessern, wenn man an einem heißen Tag unterwegs ist oder am Arbeitsplatz friert“, meint Entwickler Renkun Chen. Wenn man die Klima-Armbinde trage, fühle man sich in einem weiten Temperaturbereich wohl. „Man muss dann den Temperaturregler im Sommer nicht runterdrehen und im Winter nicht hoch“, glaubt Chen. Wenn man die Raumtemperatur im Sommer um zwölf Grad höher einstelle als allgemein als angenehm empfunden, könne man 70 Prozent an Energie sparen.

Die Klimaanlage beruht auf thermoelektrischem Material. Mit Strom versorgt, verändert es seine Temperatur. Ein Thermostat sorgt dafür, dass die gewünschte Temperatur erhalten beibt. Eingebettet wird die Folie in eine flexible Hülle. Das Gerät ließe sich auch in Kleidungsstücke integrieren. „Man kann es an Stellen platzieren, die den Körper schneller kühlen oder erwärmen“, so Sahngki Hong, ein Absolvent der Hochschule im Fach Mechanik, der im Team arbeitet. Infrage kämen Nacken, Rücken, Oberarme oder Füße. Ziel ist es, mehrere Heiz- und Kühlelemente an strategisch günstigen Stellen zu platzieren.

Klimaweste braucht allenfalls 80 Watt
Das Thermoelement besteht aus einer Folie aus Wismuttellurid, die auf eine Kupferfolie festgelötet wurde. Wird dieses Sandwich mit Strom versorgt, erwärmt sich die eine Seite und die andere kühlt ab. „Zum Kühlen der Haut fließt der Strom von einem Material ins andere“, so Chen. Um Wärme zu erzeugen, lasse man den Strom einfach in die andere Richtung fließen.

Jedes Klimalelement ist fünf mal fünf Zentimeter groß. Mit 0,2 Watt ist die benötigte Leistung gering. Eine Kühlweste müsste aus 144 Elementen bestehen, die 26 bis 80 Watt verbrauchen. Eine konventionelle Klimaanlage, die ein ganzes Büro kühlt, würde mehr als zehn Kilowatt verschlingen. Es sei einfach effizienter, eine Person zu kühlen oder zu wärmen als einen ganzen Raum auf eine angenehme Temperatur zu bringen, meinen die Forscher.

Liebe Besucher meiner Homepage!
Die Brennstoffzelle wird gelegentlich auch im Zusammenhang mit der Elektromobilität (Elektroauto) als bessere Alternative gegenüber der Batterie genannt. Grundsätzlich stimme ich dem zu, allerdings gibt es ein Problem, denn als Treibstoff benötigt die Zelle reinen Wasserstoff. Dieser ist ohne Zweifel und mit angemessenem Wirkungsgrad über die Photovoltaik regenerativ herstellbar. Dieser Wasserstoff lässt sich jedoch nur unter großem Aufwand speichern. Die Verflüssigung ist nur bei so tiefen Temperaturen (in der Nähe des absoluten Nullpunkts) möglich, dass dies ausfällt. Auch weil dazu enorme Energien notwendig sind, bleibt nur noch die Komprimierung. Bei 500 bar wird das Speicher-Volumen auf den 500. Teil reduziert, aber auch dazu braucht man Komprimierungsenergie.
Nun hat der Wasserstoff eine Eigenschaft, die auch nicht besonders verbrauchsfreundlich ist. Auf das Gewicht bezogen bringt nur die Hälfte der Energie wie zum Beispiel Dieseltreibstoff. Das bedeutet, dass ein Tank, der bei Diesel 35 Liter fasst, für Wasserstoff – bei gleichem Energieinhalt – 70 Liter benötigt. Selbst wenn man modernste Gefäße aus extrem stabilen Kohlekunstfaserstoffen ansetzt, sind diese 500 bar Kompression der Sache nicht besonders dienlich und vor allen Dingen auch mit zusätzlichem Gewicht verbunden. Aber das ist noch nicht alles. Bei der  Umsetzung des Wasserstoffs in der Brennstoffzelle in elektrischen Strom entstehen ebenfalls große Verluste, die als Wärme abgeführt werden müssen. Das hat zwar den Vorteil, dass damit auch geheizt und gekühlt werden kann – im Gegensatz zur Batterie – aber wenn man alles zusammenrechnet, dann beträgt der Gesamtwirkungsgrad bestenfalls 30-40%.
Man könnte zwar auch eine Brennstoffzelle mit Methan (Erdgas) oder Ethanol (Alkohol) betreiben, aber dann entstehen wieder CO2-Abgase. Ich halte deshalb die Euphorie, die der Brennstoffzelle im folgen Artikel  entgegengebracht wird, für nicht angebracht. Deshalb plädiere ich immer noch für ein modifziertes Hybrid-Auto mit einem mit konstanter Tourenzahl laufenden Dieselmotor, der ausschließlich die Batterie läd und erst dann anläuft,  wenn sie auf 40% entladen ist. diese Batterie braucht nur die Hälfte der Kapazität eines reinen Elektroautos besitzen. Der Dieselmotor kann selbstverständlich auch mit regenerativem Treibstoff betrieben werden. Von der Ökobilanz wäre diese modifizierte Hybridlösung wesentlich besser. Insbesondere auch, weil die Heizung und Kühlung ohne kostbare elektrische Energie möglich ist.
Ihr Jean Pütz

Bosch setzt auf die Brennstoffzelle – Fünf Gründe, warum sich das auszahlen wird

Innovative Polymerverbindungen des MIT sind nicht nur leichter, sondern auch korrosionsfest

(pte025/30.04.2019/12:30) – Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT)  haben einen dünnen Kunststofffilm entwickelt, der Wärme besser als viele Metalle leitet. Stahl beispielsweise übertrifft er problemlos. Damit könnten die Polymere Materialien ersetzen, die beispielsweise die Wärme von Mikroprozessoren in Laptops ableiten, sodass die Halbleiter keinen Schaden nehmen. Auch in Kühlern von Autos oder anderen Wärmetauschern könnte der neue Film eingesetzt werden.

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Die Wärmeleitfähigkeit des neuen Films liegt bei 60 Watt pro Meter und Kelvin. Zum Vergleich: Stahl kommt auf 15 bis 50, Keramik auf 30. Kupfer ist unter den Metallen allerdings der Champion mit einem Wert von 380. „Wir haben eine Vision: Wir wollen Metalle durch Kunststoffe ersetzen“, sagt Gang Chen, Professor für Energietechnik am MIT. Das hätte vor allem zwei Vorteile: Polymere seien weitaus leichter als Metalle und korrosionsfest.

Schon vor neun Jahren gelang es einem Team um Yanfei Xu, zu dem Chen gehört, hauchdünne Fasern aus Polyethylen herzustellen, die Wärme bestens leiten. Technische Anwendungen waren damit allerdings nicht möglich. Wie auch immer die Forscher daraus Bauteile herstellten: Die Wärmeleitfähigkeit ging verloren. Der Weg bis zur Herstellung des heute verfügbaren wärmeleitenden Kunststofffilms sei äußerst mühsam gewesen, sagt Chen. Es gelang ihnen mit kommerziellem Polyethylen-Pulver.

Durchbruch dank Kälte

Normalerweise ähnelt die Struktur dieses Kunststoffs einem Gewirr aus Molekülketten. Wärme hat große Mühe, die Zwischenräume zu überwinden. Das erklärt die gute Isolationswirkung. Xu und ihre Mitarbeiter suchten dann nach einem Weg, die Molekülketten zu entwirren und parallel zueinander auszurichten. Das gelang ihnen, indem sie das Polyethylen-Pulver in ein spezielles Lösungsmittel einrührten.

Diese Mixtur spritzten die Forscher auf eine Platte, die mit flüssigem Stickstoff auf eine Temperatur von minus 196 Grad Celsius gekühlt war. Darauf bildete sich ein kontinuierlicher dicker Film. Diesen walzten und streckten die Wissenschaftler, bis er hauchdünn war. Ganz nebenbei gewann er bei dieser Behandlung seine Fähigkeit, Wärme zu leiten. Die neue Struktur wurde mithilfe der Hochleistungs-Röntgenquelle am Argonne National Laboratory  in Lemont im US-Bundesstaat Illinois sichtbar gemacht.

Insekten-inspirierte Drohne bewegt ihre Arme

2019/04/16 Flexible Verlagerung des Schwerpunkts macht sie unempfindlich gegenüber Böen und spart Energie.

Wind macht einer neuen Drohne nichts aus. So kann sie schwerere Lasten transportieren und verbraucht sogar noch weniger Energie als vergleichbare Fluggeräte, wie Forscher der Purdue University http://purdue.edu gezeigt haben. Sie orientierten sich an der Natur, genauer gesagt an den Flügeln und Flugmustern von Insekten. „Wir schufen eine Drohne mit beweglichen Flügeln, die bei Wind ihren Flug korrigieren kann“, sagt Xiumin Diao, Assistenzprofessor an der Ingenieursschule der Universität.

Flexibel bewegliche Arme

Das Design verbessert die Stabilität des Fluges bei windigem Wetter, weil die einklappbaren Arme, an denen sich die Rotoren drehen, den Schwerpunkt der Drohne verlagern können. Dadurch ist sie auch in der Lage, eine größere Nutzlast zu transportieren. Bei herkömmlichen Drohnen ist der Schwerpunkt dagegen durch die Konstruktion und die Nutzlast festgelegt. Die Beweglichkeit der Arme sorgt zudem dafür, dass der Vortrieb durch die Rotoren optimiert wird, sodass das Gerät weniger Strom verbraucht.

Die beweglichen Arme könnten auch Such- und Rettungsaktionen erleichtern, so Diao, weil sie in verwüsteten Regionen besser navigieren könnten. Außerdem passen die so designten Fluggeräte durch kleinere Lücken, wenn sie die Arme anlegen. Damit ähnelt sie einer Drohne, die Forscher an der Eidgenössischen Technische Hochschule Lausanne  entwickelt haben .

Pressetext

Suche nach Industriepartnern

Laut einem Bericht der Federal Aviation Administration http://www.faa.gov soll deren Zahl in den USA in den nächsten fünf Jahren um den Faktor zehn steigen, von 42.000 im Jahr 2016 auf über 420.000 bis 2021. Geräte, die relativ wetterunabhängig operieren können, dürften gute Chancen haben. Aus dem Grund arbeitet Diao gemeinsam mit dem Technologietransfer-Büro der Universität daran, die „Insekten-Drohne“ patentieren zu lassen. Zudem werden Industriepartner zur Lizenzierung gesucht, um die Drohne zur Marktreife zu bringen. Lafayette (pte021/16.04.2019/11:30)

Kompliment für diese Initiative. allerdings ist sie mit viel Hoffnung verbunden. Ich habe einmal recherchiert, wie schwer eine Batterie sein müsste, wenn sie in der Lage ist, den Energieinhalt von einem Liter Dieseltreibstoff zu speichern. Auch wenn man den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik berücksichtigt und einen Wirkungsgrad von nur 50% unterstellt, dann würde selbst die modernste Version mindestens 15 bis 20 Mal schwerer sein als der Treibstoff. Das trifft für alle elektrochemischen Energiespeicherungen zu, deshalb ist übermäßige Hoffnung nicht angebracht.

Ich empfehle, die regenerative Dieselproduktion mit Hilfe von solarem Wasserstoff und CO2-Gewinnung aus dem Abgas von Braunkohlekraftwerken. Mit einer kostengerechten weltweiten CO2-Steuer wäre das auch auf Dauer konkurrenzfähig. Solche Projekte zu fördern ist meines Erachtens effizienter als die Hoffnung auf bessere Akkumulatoren, die gleichzeitig mit dem Problem behaftet sind, seltene Erden und Metalle gewinnen zu müssen mit allen sozialen Folgen.

Mit freundlichen Grüßen

Jean Pütz

BMBF startet dritten Innovationswettbewerb zum Thema „Weltspeicher“ – eine Pilotinitiative für Sprunginnovationen

Rund eine Milliarde Menschen haben aktuell keinen Zugang zu elektrischem Strom. Mit effizienten, kostengünstigen und langlebigen Stromspeichern könnte eine weltweite verlässliche Stromversorgung in naher Zukunft Wirklichkeit werden. Deshalb startet das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) den Innovationswettbewerb „Weltspeicher“. Der Wettbewerb soll die Entwicklung eines universell einsetzbaren Speichers für den Hausgebrauch voranbringen.

Energie auch in bislang unterversorgte Weltregionen bringen, dazu kann eine neue Generation Speicher entscheidend beitragen. Eine erschwingliche Batterie in Kühlschrankgröße passt in jedes Haus. Die Lebensqualität gerade in ländlichen Regionen würde massiv verbessert, wichtige Impulse für ein nachhaltiges Wachstum gesetzt werden. Die Anforderungen an einen „Weltspeicher“ sind sehr konkret: Mindestens so leistungsfähig wie bestehende Lösungen am Markt, dabei deutlich günstiger in Anschaffung und Unterhalt. Außerdem muss er umweltfreundlich gebaut sein und gut mit Solaranlagen oder anderen regenerativen Stromerzeugern zusammen betrieben werden können. Die Zielregion für diese neue Batterie ist insbesondere Sub-Sahara-Afrika sowie der indische Subkontinent.

In Industrienationen könnte die Verbreitung von erschwinglichen und umweltfreundlichen Stromspeichern die Energiewende unterstützen. Denn sie können die Folgen des schwankenden Angebots von Sonne und Wind in den Netzen abmildern, indem sie bei Überproduktion von Solaranlagen und Windparks die Energie zwischenspeichern. Energiespeicher sind damit ein elementarer Baustein für die Energiewende weltweit.

Der Innovationswettbewerb „Weltspeicher“ gliedert sich in zwei Phasen: In der ersten Phase konkurrieren die besten Konzepte um die Förderung der eigentlichen Projektphase. Diese einjährige Phase fördert das BMBF mit bis zu 250.000 Euro. Die beiden vielversprechendsten Konzepte werden für die Projektphase ausgewählt. Sie werden vom BMBF mit bis zu fünf Millionen Euro für eine Laufzeit von maximal drei Jahren gefördert. In der Projektphase entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Weltspeicher mindestens bis zum Stadium des Labor-Demonstrators und legen Konzepte zur Markteinführung in den Zielmärkten vor.

Hintergrund:

Mit insgesamt drei Innovationswettbewerben erprobt das BMBF ein neues Instrument zur Förderung von Sprunginnovationen. Die dabei gewonnenen Erfahrungen sollen in die geplante Gründung einer Agentur für Sprunginnovationen einfließen. Sprunginnovationen sollen gezielt gefördert werden, damit aus bahnbrechenden Ideen hochinnovative Produkte, Prozesse und Dienstleistungen entstehen, mit denen neue Hochtechnologiefelder, Märkte und Geschäftsmodelle erschlossen werden.