Kraftstoffe
mithilfe von erneuerbaren Energiequellen preiswert und klimafreundlich
herstellen – das ist die Mission des Start-ups INERATEC, einer
Ausgründung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT).
Eigentlich sind bei der Produktion von synthetischen Kraftstoffen wie
Benzin riesige Anlagen nötig. INERATEC baut chemische Reaktoren, die so
kompakt sind, dass die fertig montierte Anlage in einen Schiffscontainer
passt und überall eingesetzt werden kann. Für diese Idee hat das junge
Unternehmen nun den erstmals vergebenen Lothar-Späth-Award erhalten.

„Synthetische
Kraftstoffe sind ein wesentlicher Baustein für den effektiven
Klimaschutz. Die von INERATEC entwickelten Technologien unterstützen
maßgeblich dabei, diese Kraftstoffe breit verfügbar zu machen“, sagt der
Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka. „Ich freue mich
besonders, dass eine Ausgründung des KIT den ersten Lothar-Späth-Award
erhält. Die Auszeichnung zeigt erneut, wie innovativ unsere
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten.“

Das Prinzip hinter
synthetischen Kraftstoffen ist das Herstellen von Benzin, Kerosin,
Diesel oder Methan aus Treibhausgasen wie zum Beispiel bisher
ungenutztem CO₂ – etwa aus Biogasanlagen oder direkt aus der
Atmosphäre – und regenerativ erzeugtem Wasserstoff. Bislang war dies
umständlich und teuer, weil hierfür großtechnische Chemieanlagen nötig
waren. Die Karlsruher Gründer von INERATEC haben diese Anlage auf
Miniaturformat geschrumpft, sodass sie in einem Schiffscontainer Platz
findet. „Was wir anbieten, sind fertig montierte Kompaktanlagen, die
nach dem Baukastensystem konzipiert sind, sodass sich die Kapazität ganz
nach Bedarf erweitern lässt“, erläutert Tim Böltken,
INERATEC-Geschäftsführer und Alumnus des KIT. Wird auch die für den
Herstellungsprozess benötigte Energie aus regenerativen Quellen wie
Sonnen-, Wind- oder Wasserkraft hergestellt, entsteht ein
klimafreundliches Produkt. „Mit unseren Anlagen kann also erneuerbare
Energie in chemischen Energieträgern gespeichert werden“, so Böltken.

Mehrere Anlagen sind
bereits ausgeliefert und in Betrieb: Eine Power-to-Liquid-Anlage, welche
erneuerbare flüssige Kraftstoffe herstellt und mobil eingesetzt werden
kann, wurde nach Finnland verkauft. Im katalonischen Sabadell steht eine
Power-to-Gas-Anlage, die aus Kohlenstoffdioxid, das aus Klärschlamm
stammt, synthetisches Methangas produziert, das direkt ins spanische
Netz gespeist werden soll. Am KIT selbst – wo mit dem Energy Lab 2.0
gerade ein Anlagenverbund aufgebaut wird, der unterschiedliche
Technologien zur Erzeugung und Nutzung elektrischer, thermischer und
chemischer Energie verknüpft – baut INERATEC eine Pilotanlage für die
Erzeugung von erneuerbarem Kerosin aus Kohlendstoffdioxid und
Wasserstoff.

Für INERATEC rundet der
Lothar-Späth-Award ein sehr erfolgreiches Jahr ab: So erhielt das Team
im September den Deutschen Gründerpreis und im November den Sonderpreis
für innovative Start-ups beim Innovationspreis der Deutschen
Gaswirtschaft. Zudem zählt das Team in der Kategorie Unternehmer zur
„Jungen Elite – die Top 40 unter 40“ der Zeitschrift Capital.

Weitere Preise für innovative Beschichtungen und Spezial-Laser

Mit dem zweiten Preis
würdigte die Jury die Nanopta GmbH für die Entwicklung von
Antireflexionsbeschichtungen, die – nach dem Vorbild der Augen von
Nachtfaltern – dank besonderer Nanostrukturen optische Bauteile und
Linsen entspiegeln. Der dritte Preis ging an die Active Fiber Systems
GmbH im thüringischen Jena für ein neuartiges Ultrakurzpulslaser-Gerät
zum Einsatz in der Materialbearbeitung, in der Grundlagenforschung zur
Licht-Materie-Wechselwirkung und zur Krebstherapie.

Der Lothar-Späth-Award

Der Lothar-Späth-Award
wurde im Jahr 2018 erstmals zu Ehren von Professor Dr. h. c. Lothar
Späth verliehen. Er fördert herausragende innovative Kooperationen aus
Wirtschaft und Wissenschaft in Baden-Württemberg und Thüringen. Der
Preis ist insgesamt mit 40 000 Euro dotiert, der Hauptpreis beträgt 25
000 Euro. Er zielt auf die Entwicklung besonders wegweisender Produkt-,
Verfahrens- und Dienstleistungs-Innovationen ab. Eine breite Initiative
von Unternehmen, Personen und Institutionen hat sich als Förderer und
Jury des Awards zu Ehren von Lothar Späth zusammengeschlossen. Dr.-Ing.
E. h. Martin Herrenknecht, der Gründer und Vorstandsvorsitzende der
Herrenknecht AG ist Hauptinitiator des Awards und Jurymitglied.
Vorsitzender der Jury ist der Präsident des Karlsruher Instituts für
Technologie (KIT), Professor Dr.-Ing. Holger Hanselka. Ebenfalls in der
Jury sind EU-Kommissar Günther H. Oettinger, Altkanzler Dr. h. c.
Gerhard Schröder, Rainer Neske, Vorstandsvorsitzender der LBBW,
Hans-Jörg Vetter, Vorsitzender des Aufsichtsrats der Herrenknecht AG,
Dr. Stefan Traeger, Vorstandsvorsitzender der Jenoptik AG, Dr. Daniela
Späth-Zöllner, Tochter von Lothar Späth als Vertreterin der Familie,
sowie die Bizerba SE & Co. KG.

pte20140822004 Forschung/Technologie, Umwelt/Energie

Süß-Salzwasser-Mix dient der Energiegewinnung

"PRO System" arbeitet pro Seite mit
semidurchlässiger Membran

Boston (pte004/22.08.2014/06:05) – Dort, wo Flusswasser ins
Meer mündet, gibt es laut Forschern des Massachusetts Institute of Technology
(MIT) http://web.mit.edu großes Potenzial zur Gewinnung erneuerbarer Energie.
Mit einer neuen Energiegewinnungsmethode, in der Wasser mit geringerem
Salzgehalt auf Salzwasser stößt, wollen die Forscher Strom generieren.

Turbine wird angetrieben

Das sogenannte "PRO System" ("Pressure
Retarded Osmosis") sammelt Flusswasser und Salzwasser auf jeweils einer
Seite einer semidurchlässigen Membran. Durch Osmose überquert das Flusswasser
die Membran und gelangt zur salzigeren Seite. Der dabei entstehende Fluss
treibt eine Turbine an, die dann Energie erzeugt.

Das MIT-Team hat nun ein Model entwickelt, welches die
Performance und die optimalen Dimensionen eines PRO-Systems evaluieren kann.
Die Maße der Membran sind gemäß der entscheidenden Größe für die Wirksamkeit
des Systems – zumindest bis zu einem bestimmten Punkt. Andererseits werden 95
Prozent der maximalen Energiegewinnung nur durch die Verwendung der Hälfte des
Membranareals generiert.

Suche nach kleinerer Membran

"Die Verringerung der Maße der Membran senkt auch die
Kosten eines solchen PRO-Kraftwerks deutlich", so MIT-Forscher Leonard
Banchik. Den Experten war es auch möglich, die größtmögliche Energieproduktion
durch solch ein Kraftwerk zu berechnen. Grundsätzlich gilt dabei: Je höher der
Unterschied des Salzgehaltes zweier aufeinander treffender Wasserarten, umso
höher die Leistung des Kraftwerks.

Gemäß den Berechnungen der Forscher könnte das
PRO-System durch die Zugabe von Meerwasser eine an der Küste liegende
Abwasseranlage betreiben und durch die Kombination der beiden erneuerbare
Energie gewinnen. Solch ein System würde mit heutiger Technologie für zum
Beispiel die "Boston Deer Islang"-Abwasseranlage mindestens eine
Membran von einer Größe von 2,5 Mio. Quadratmeter ausmachen.

Berührungsempfindliche Elektronik mit der Schere zurechtschneiden 

Ist eine Hose zu lang, wird sie gekürzt, passt ein Brett nicht in ein Regal, wird es zurechtgesägt. Bei Materialien wie Stoff oder Holz ist dies ganz normal, viele Menschen machen es sogar selbst, ohne Spezialisten wie Schneider und Tischler zu beauftragen. In Zukunft soll dies auch für Elektronik gelten, so die Vision Saarbrücker Informatiker. Zusammen mit Forschern des US-amerikanischen MIT Media Lab haben sie einen berührungsempfindlichen Sensor entwickelt, dessen Form und Größe jeder mit der Schere nach Belieben ändern kann. Dass dabei die Elektronik trotz Schnitten und entfernter Stücke weiter funktioniert, ermöglicht eine neuartige Anordnung der gedruckten Schaltkreise. Ihre Arbeit präsentieren die Wissenschaftler ab heute auf der Konferenz „User Interface Software and Technology“ (UIST) im schottischen St. Andrews.

„Stellen Sie sich vor, ein Kind nimmt das von uns entwickelte Sensor-Papier und schneidet sich eine Blume in Form einer Blüte samt Stiel und Blättern aus. Berührt es nun die Blüte, ertönt das Brummen einer Hummel“, beschreibt Jürgen Steimle eine mögliche Anwendung. Für die Zukunft seien auch zahlreiche einfache Programme oder Apps denkbar, über die Eltern die gedruckten Sensoren mit dem entsprechenden Effekt verknüpfen könnten. Steimle ist 33 Jahre alt, promovierter Informatiker und forscht am Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken. Er leitet außerdem eine Forschungsgruppe am Exzellenzcluster der Saar-Uni.

Sein Doktorand Simon Olberding, der den Sensor federführend entwickelt hat, sieht eine Anwendung auch in interaktiven Wänden, die man für Diskussionen einsetzt. „Bisher nutzen sich solche Arbeitswände schnell ab, weil wir Nägel reinschlagen, Notizen und Poster aufkleben und beim Abreißen die darunterliegende Tapete gleich mit entfernen. Durch das Zurechtschneiden und Aufkleben der neuartigen Sensor-Folie könnte man die Oberfläche interaktiv gestalten, egal ob es sich dabei um das Armband einer Uhr, eine Decke auf einem Messetisch oder die Tapete an einer Wand handelt“, sagt Olberding.

Als Basistechnologie dient den Wissenschaftlern sogenannte „Gedruckte Elektronik“. Unter diesem Begriff fasst man Bauelemente, Komponenten und Anwendungen zusammen, die teilweise oder sogar vollständig gedruckt werden. Die Verfahren ähneln Tintenstrahldruckern. Anstelle von Drucktinte auf Papier werden hier jedoch Strom leitende Flüssigkeiten auf dünne, flexible Folien, sogenannte Substrate, gebannt. „Die Herstellungskosten dafür sind inzwischen so gering, dass der Druck unserer Folie im DIN-A4-Format auf einem Spezialdrucker im Labor nur knapp einen US-Dollar kostet“, so Steimle.

Doch das alleine reichte nicht aus, um den Sensor unverwundbar gegen Schnitte, Beschädigungen und das Abtrennen ganzer Bereiche zu machen. Bisher ähnelte der Schaltplan eines Multitouch-Sensors dem Karopapier in Rechenheften: Die Drähte verlaufen vertikal und horizontal, an ihren Schnittpunkten sitzen die berührungsempfindlichen Elektroden, bilden Reihen und Spalten. Über die Drähte sind sie mit einer Steuereinheit verbunden. Auf diese Weise ist zwar nur eine minimale Anzahl von Drähten notwendig, jedoch ist dieses Schaltungslayout auch anfällig für Störungen. Da ein Draht gleich mehrere Elektroden miteinander verbindet, ist der Schaden umso größer, wenn er durchtrennt wird. „Es war nicht leicht eine Anordnung zu finden, die für unsere Zwecke robust genug ist“, erklärt Olberding. Bei ihrer Suche ließen sich die Forscher von Vorbildern aus der Natur inspirieren, etwa dem menschlichen Nervensystem und dem Wurzelgeflecht von Pilzen.

Zwei Grundlayouts erfüllten ihre Anforderungen. Bei der so genannten Stern-Topologie sitzt die Steuereinheit im Zentrum und ist von dort aus mit jeder Elektrode separat verbunden. Bei der Baum-Topologie sitzt die Steuereinheit ebenfalls in der Mitte und ist auch mit jeder Elektrode verbunden. Allerdings sind die Drähte dabei so gebündelt, dass ihr Verlauf einer Baumstruktur entspricht. Erst bilden sie alle einen horizontalen Ast, die das Elektrodenfeld in zwei Hälfen ausspaltet. Dann verzweigen sie sich, um ihre jeweilige Elektrode zu erreichen.

Die Forscher fanden in ihren Tests heraus, dass sich die Stern-Topologie sehr gut für häufig verwendete Grundformen wie Dreieck, Rechteck oder Ovale eignet. Darüber hinaus unterstützt sie auch speziellere Formen wie Stern, Wolke und Herz. Komplementär dazu ist die Baum-Topologie. Diese ermöglicht es eher, ganze Bereiche herauszuschneiden. Die Wissenschaftler konnten außerdem beide Layouts platzschonend miteinander kombinieren, damit der neuartige Sensor für eine Vielzahl von Zuschnitten verwendet werden kann.

„Wir wollen eine neue Art von Material schaffen, das Anwender zum Beispiel in Schreibwaren-Abteilungen kaufen können. Es soll so preiswert sein, dass sie dieses für interaktive Anwendungen oder auch nur als Schreibunterlage nutzen können“, so Steimle. Dass diese Vision schon bald real werden könnte, lässt eine Prognose der „Organic and Printed Electronic Association“ vermuten. Der internationale Industrieverband sagt vorher, dass für End-Anwender flexible Elektronik zwischen 2017 und 2020 verfügbar sein wird.

Weitere Informationen:
http://embodied.mpi-inf.mpg.de/research/cuttable-multi-touch-sensor/

Neuer Kat beschleunigt Wasserspaltung

Wasserstoff lässt sich durch Anreicherung von Polyoximetallat schneller und günstiger herstellen

(pte012/29.01.2019/10:30) – Experten der Dongguk University http://www.dongguk.edu haben eine Lösung gefunden, um die Wasserspaltung zu beschleunigen. Sie
reichern nickelbasierte Katalysatoren mit einem Polyoximetallat an, das
polyatomische Anionen besitzt. Sie bilden eine dreidimensionale
Netzstruktur. Die Südkoreaner entschieden sich für den Einsatz von
Vanadium. Folgerichtig heißt das Material, mit dem sie den Katalysator
aus Nickelhydroxid anreicherten, Polyoxivanat.

Treibstoff der Zukunft

Der Katalysator wird bei der Elektrolyse eingesetzt. Bei diesem
Verfahren wird Wasserstoff gewonnen, der als Treibstoff der Zukunft
gilt. Er lässt sich in Brennstoffzellen direkt verwerten, um Strom für
Elektroautos herzustellen oder als Ausgangsmaterial für synthetische
Treibstoffe, die Benzin, Diesel und Kerosin stark ähneln. Je besser die
Katalysatoren funktionieren, desto billiger wird der Wasserstoff, der
mit Solar-, Wind- und Wasserstrom hergestellt wird.

Der neue Katalysator ist ähnlich effektiv wie ein edelmetallhaltiger,
aber weitaus billiger. Das Team um Hyunsik Im und Hyungsang Kim konnte
zeigen, dass die Wasserspaltung bereits bei relativ geringer Spannung
stattfindet, was Energie spart. Das Team führt das darauf zurück, dass
die kartenhausähnliche Struktur des Materials – das Polyoxivanat liegt
jeweils zwischen zwei Nickelhydroxid-Schichten – die innere Oberfläche
vergrößert. Hier gilt wie üblich, dass die Effektivität mit der Größe
der Oberfläche wächst.

Vielerlei Anwendungen

"Wir haben gezeigt, dass die von uns gewählte Struktur die Wirkung
optimiert", sagt Im. Die Südkoreaner betonen, dass effektive
Katalysatoren ein wichtiger Schritt in Richtung einer grüneren Zukunft
sind. Die Herstellungsweise des geschichteten Katalysators könne auch
für andere Anwendungen Vorteile bringen. Laut Kim ist dies etwa bei der
Produktion von Lithium-Ionen-Batterien oder Biosensoren wichtig. "Die
Zeit wird zeigen, wofür diese Methode noch alles gut ist", philosophiert
Kim.

Zucker: dient als künftiger Energielieferant (Foto: flickr.com/Kurtis Garbutt)

Blacksburg (pte004/04.09.2014/06:15) –

Forscher der US-Universität Virginia Tech http://vt.edu haben erstmals erfolgreich demonstriert, dass sich herkömmlicher Zucker
als alternative Energiequelle anzapfen lässt. Wie die Wissenschaftler
auf "LiveScience" berichten, ist die dabei erzielte Energieleistung
sogar höher als bei der heute üblichen Lithium-Ionen-Variante. Die
neuartige Bio-Batterie auf Zuckerbasis erreicht demnach eine
Energiedichte, die eine um bis zu zehn Mal längere Lebensdauer als
gegenwärtige Lithium-Ionen-Modelle derselben Größe ermöglichen soll, so
das Versprechen der Forscher.

"Es mag auf den ersten Blick vielleicht etwas seltsam
erscheinen, eine Zutat, die sich ansonsten in Cupcakes und Keksen
wiederfindet, als Energiequelle zu nutzen", erklärt Projektleiter
Percival Zhang, Associate Professor am Department of Biological Systems
Engineering der Virginia Tech und wissenschaftlicher Leiter von
Cell-Free BioInnovations http://cfb9.com . Bei näherer Betrachtung mache dieser Ansatz aber Sinn. "Die meisten
lebenden Zellen spalten Zucker auf, um Energie zu produzieren. Und
interessanterweise ist die Energiedichte, die dabei erzielt werden kann,
sogar deutlich höher als bei Lithium-Ionen-Batterien", betont der
Forscher.

Revolutionäre Technologie

Laut Zhang erreicht die neuartige Bio-Batterie auf
Zuckerbasis eine Energiedichte von rund 596 Amperestunden pro Kilogramm.
Zum Vergleich: Die Lithium-Ionen-Variante schafft es gerade einmal auf
42 Amperestunden pro Kilogramm. Die revolutionäre neue Technologie sei
zudem auch noch wesentlich billiger in der Herstellung, wieder
aufladbar, umweltfreundlich und nicht entzündbar.

"Unsere von der Natur inspirierte Bio-Batterie ist eine
Art enzymatische Brennstoffzelle, ein elektro-biochemisches Gerät, das
chemische Energie aus Brennstoffen wie Speisestärke oder Glykogen
gewinnen und in Elektrizität umwandeln kann", erläutert Zhang die
grundlegende Funktionsweise. Um sie herzustellen, haben der Forscher und
sein Team eine komplizierte Leitungsbahn entwickelt, die insgesamt 13
verschiedene Enzyme einsetzt. Diese regen nach der Reihe spezielle
chemische Prozesse an, die letzten Endes dazu führen, dass die
Glukose-Moleküle des Zuckers in Elektronen umgewandelt werden. "Aus
einem Glukose-Molekül entstehen 24 Elektronen", schildert Zhang.

Mit verrückten Ideen zum Ziel

Wenn es um alternative Energiequellen geht, ist
Forschern offenbar keine Idee zu verrückt. Ende 2013 hatten etwa
Materialforscher der Carnegie Mellon University mit dem Konzept einer
Bio-Batterie für Aufsehen gesorgt, die auf dem Hautpigmentstoff Melanin
basiert (pressetext berichtete: http://pte.com/news/20131212002 ). Das Projekt der Zucker-Version, das übrigens auch von der US National Science Foundation http://nsf.gov gefördert wird, befindet sich aber noch in einem frühen
Experimentierstadium. "Wir werden weiter daran arbeiten, die Lebensdauer
und die Energiedichte zu erhöhen und die Kosten zu senken", so Zhang.

HZDR-Jahresempfang 2015 mit Preisverleihung

Festrede zu Möglichkeiten und Grenzen der Ressourceneffizienz

Dresden, 10. März 2015. Einmal
jährlich vergibt das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) Preise
für herausragende Leistungen in den Kategorien Forschung, Technologie
und Innovation, Promotion sowie Wissenschaftskommunikation. In diesem
Jahr findet die Verleihung am Freitag, 13.03.2015 im Rahmen eines großen
HZDR-Jahresempfanges statt. Die sächsische Forschungsministerin Dr.
Eva-Maria Stange wird gemeinsam mit dem HZDR-Vorstand die Preisvergabe
vornehmen.

Im
großen Hörsaal des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf beginnt der
Jahresempfang mit einem Grußwort der Staatsministerin für Wissenschaft
und Kunst Sachsens, Dr. Eva-Maria Stange. Diesem schließt sich der
Vortrag „Möglichkeiten und Grenzen der Ressourceneffizienz“ von
Professor Markus Reuter an. Der Technologie-Manager der Firma Outotec (www.outotec.com)
und Professor an der finnischen Aalto-Universität wird neue Wege für
das ressourceneffiziente Recycling vorstellen. So soll eine
produktzentrierte Wiederverwertung dazu führen, viele wertvolle Metalle,
die in modernen Produkten meist in sehr niedrigen Konzentrationen
verbaut sind, für den volkswirtschaftlichen Kreislauf zurückzugewinnen.

Wir laden Medienvertreter herzlich zum Jahresempfang / zur Preisverleihung ein.

Wann:                  Freitag, 13. März 2015, 15.30 – 17 Uhr

Wo:                       Großer Hörsaal des HZDR, Bautzner Landstr. 400, 01328 Dresden

Ablauf:

15.30 Uhr
           Begrüßung durch Prof. Roland Sauerbrey (Wissenschaftlicher HZDR-Vorstand)

15.40 Uhr
           Grußwort der sächsischen Forschungsministerin Dr. Eva-Maria Stange

15.50 Uhr
           Festvortrag Prof. Markus Reuter

ca. 16.30
Uhr     Verleihung der HZDR-Preise 2014, anschließender Empfang mit Buffet

Ein Bild von der Preisverleihung wird im Anschluss an die Veranstaltung unter https://www.hzdr.de/presse/jahresempfang zum Download bereit stehen.

Die Preisträger

Den
Forschungspreis 2014 erhalten die Physiker Dr. Stefan Facsko, Dr. René
Heller und Dr. Richard Wilhelm. Ihnen gelang bei aufwendigen
Experimenten mit langsamen hochgeladenen Ionen eine für die Fachwelt
erstaunliche Beobachtung. Ionen sind elektrisch geladene Atome. Werden
den Atomen viele Elektronen entfernt, besitzen sie eine extrem hohe,
positive Ladung. In jedem Material verlieren Ionen nach und nach ihre
Energie und bleiben stecken, wenn das Material dick genug ist.
Vergleichbar ist dies mit einer Schrotladung, die in einem Baumstamm
stecken bleibt. Bei Versuchen mit hauchdünnen Membranen, die nur zwei
oder drei Atomlagen dick sind, konnten die HZDR-Forscher ein bisher
unbekanntes Verhalten entdecken: Die hochgeladenen Ionen fliegen
entweder fast unbeeinflusst durch die Nano-Membran oder verlieren
ungeheuer viel Energie dabei.

Der
Technologie- und Innovationspreis geht an Thomas Gundrum, Dr. Frank
Stefani und Dr. Thomas Wondrak für die Entwicklung und Anwendung einer
patentierten Methode zur kontaktlosen Vermessung von Flüssigmetallen.
Die Einsatzgebiete hierfür sind vielfältig, angefangen vom Stahl- und
Aluminiumguss über die Züchtung von Kristallen wie beispielsweise
Silizium bis hin zu astrophysikalischen Laborexperimenten.

Autor
der besten Doktorarbeit des letzten Jahres ist Georg Schramm – er wird
mit dem Doktorandenpreis 2014 ausgezeichnet. Schramm leistete wertvolle
Beiträge für die medizinische Diagnostik mit Hilfe der kombinierten
Positronen-Emissions- und Magnet-Resonanz-Tomographie (PET/MRT). Fast
zeitgleich kann das Ganzkörpergerät des HZDR den Stoffwechsel von
Krebsgeschwüren (PET) und deren anatomische Lage sowie weitere Parameter
(MRT) bildlich darstellen. Bei einer PET-Aufnahme wird dem Patienten
eine radioaktiv markierte Substanz injiziert, deren Moleküle nach
einiger Zeit zerfallen und dabei charakteristische „Licht“-Strahlen
aussenden. Diese Photonen wechselwirken mit dem Gewebe und werden so
abgeschwächt. Bei gewöhnlichen PET-Geräten sorgt eine zusätzliche
Strahlenquelle dafür, diese Abschwächung zu messen, bei einem
PET/MRT-Kombinationsgerät jedoch ist dies nicht möglich. Georg Schramm
entwickelte während seiner Promotionszeit am HZDR eine MRT-basierte
Schwächungskorrektur, die auch Fehler der Software – hervorgerufen etwa
durch künstliche Hüftgelenke, chirurgische Schrauben und Drähte –
eliminiert.

Der
Wissenschaftskommunikations-Preis 2014 geht an Dr. Mark Uhlarz für seine
langjährige und herausragende Präsentation des Hochfeld-Magnetlabors
Dresden in der Öffentlichkeit. Dieses Großgerät am HZDR verzeichnete in
den letzten Jahren einen besonders hohen Andrang an Besuchergruppen und
nahm regelmäßig an Großveranstaltungen wie den „Tagen des offenen
Labors“ am HZDR oder den „Dresdner Langen Nächten der Wissenschaft“
teil. Immer mit von der Partie war und ist Dr. Uhlarz, der sich zudem im
KiTa-Programm „Kids mit Grips“ des HZDR engagierte. Auch das
Rossendorfer Schülerlabor DeltaX profitierte stark von der
Zusammenarbeit mit dem Physiker, beispielsweise bei der Konzeption und
dem Aufbau neuer Experimente für den Experimentiertag „Magnetismus“.

Wendelstein 7-X erreicht Weltrekord
Stellarator-Rekord für Fusionsprodukt / Erste Bestätigung für Optimierung

Im Unterschied zur ersten Experimentierrunde 2015/16 ist
das Plasmagefäß von Wendelstein 7-X seit September letzten Jahres mit
einer Innenverkleidung ausgerüstet (siehe PI 8/2017). Kacheln aus Grafit
bedecken jetzt die Gefäßwände und machen höhere Temperaturen und
längere Plasmaentladungen möglich. Mit dem sogenannten Divertor lässt
sich darüber hinaus die Reinheit und Dichte des Plasmas regeln: In zehn
breiten Streifen an der Wand des Plasmagefäßes folgen seine Kacheln der
verwundenen Kontur des Plasmarandes. So schützen sie speziell die
Wandbereiche, auf die entweichende Teilchen aus dem Rand des
Plasmaringes gezielt gelenkt werden. Zusammen mit Verunreinigungen
werden die auftreffenden Teilchen hier neutralisiert und abgepumpt.

„Die
ersten Erfahrungen mit den neuen Wandelementen sind ausgesprochen
positiv“, sagt Professor Dr. Thomas Sunn Pedersen. Waren am Ende der
ersten Kampagne Pulsdauern von sechs Sekunden zu erreichen, sind nun bis
zu 26 Sekunden lange Plasmen möglich. Dabei konnten bis zu 75 Megajoule
Heizenergie in das Plasma eingespeist werden – 18 Mal mehr als in der
ersten Betriebsrunde ohne Divertor. Auch die Heizleistung konnte
erhöht werden – eine Voraussetzung für hohe Plasmadichte. 

Gestalte die Zukunft von Elektrofahrzeugen – ELVA-Projekt ruft Designwettbewerb aus

Die Entwicklung von Elektrofahrzeugen bietet viele Herausforderungen. Dabei ergeben sich nicht nur technische Fragestellungen. Das passende Design zu finden, die richtigen Impulse zu setzen und den Charakter der Fahrzeuge zu gestalten, ist eine wesentliche Aufgabe für Fahrzeugentwickler. Ein europaweiter Designwettbewerb hat dieses Ziel als Aufgabe.
Wie können zukünftige Elektrofahrzeuge aussehen? Wie lässt sich urbane Mobilität verändern? Welche neuen Möglichkeiten gibt es, ein Fahrzeug zu gestalten? Diese Fragen stehen gegenwärtig im Fokus des europäischen Projekts ELVA. Ziel ist es, neue Gestaltungsfreiheiten zu nutzen und dabei effektive Leichtbaumaßnahmen umzusetzen. Als Ergänzung des Entwicklungsprozesses, der innerhalb des Projekts durchlaufen wird, rufen die Partner nun Designer und andere interessierte Personen auf, ihre Ideen einzusenden.Die erste Phase des Designwettbewerbs beginnt sofort und endet Mitte September 2011. Die vielversprechendsten Ideen werden im Anschluss für die zweite Phase ausgewählt, die bis Ende des Jahres läuft. Insgesamt ist ein Preisgeld von 10.000 Euro ausgeschrieben.Der detaillierte Aufruf sowie ein Kurzfilm über Hintergründe und Anforderungen können unter www.elva-project.eu/contest.html abgerufen werden.

ELVA ist ein europäisches Verbundprojekt mit sieben Partnern, das in den nächsten zwei Jahren Architekturen für Elektrofahrzeuge entwickelt. Es wird vom ika und der fka – Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen mbH Aachen für die RWTH Aachen University geleitet. Darüber hinaus sind mit Fiat, Renault und Volkswagen sowie Continental vier der größten europäischen Automobilhersteller bzw. -zulieferer beteiligt. Ergänzt wird das Konsortium durch das schwedische Verkehrssicherheitscenter SAFER sowie durch IDIADA Automotive Technology aus Spanien.

Hightech-Infrarot zeigt Handschrift antiker Gemälde
Nicht-invasive Ermittlung verborgener Schichten und Farben möglich
 
Deckenfreske: Verfahren zeigt Geheimnisse (Foto: pixelio.de, Michael Lorenzet)

Florenz (pte014/24.08.2012/10:25) – Wissenschaftler an dem zum Nationalen Forschungsrat CNR gehörenden Istituto Nazionale di Ottica http://www.ino.it haben ein neues Infrarot-Verfahren zur Untersuchung antiker Kunstwerke entwickelt. Die "Thermal Quasi- Reflectography" ermöglicht eine nicht-invasive Ermittlung der verborgenen Schichten von Gemälden und Erkenntnisse über die Art der verwendeten Farben.

Maltechniken auf der Spur

"Die von uns angewandte Technik beruht auf Bestrahlungen im mittleren Infrarotbereich bei einem Abstand von drei bis fünf Mikron", so Projektleiter Luca Pezzati vom Istituto di Ottica auf Nachfrage von pressetext. Damit würden unterschiedlliche Farbschichten und die von verschiedenen Künstlern verwendeten Maltechniken aufgedeckt.

"Besonders erfolgreich ist das Verfahren des Medio-IR bei Wandfresken, wo herkömmliche Infrarottechniken im Abstand von 0,8 bis 2,5 Mikron weniger wirkungsvoll sind", so der italienische Wissenschaftler. Diese Erkenntnisse hätten wegen ihres innovativen Charakters bereits großes Interesse in der internationalen Fachwelt wie beispielsweise Smithsonian oder New Scientist hervorgerufen.

Mittelalterliche Fresken analysiert

Die Untersuchung wurde in Zusammenrabeit mit dem Opificio delle Pietre in Florenz sowie Mitarbeitern der Universitäten von Verona und Aprilia durchgeführt. Als Testobjekte dienten zwei mittelalterliche Fresken: Die Zavatteri in der Teolinda-Kapelle im Dom von Monza und die Wiederauferstehung von Piero della Francesca im Museo Civico in Sansepolcro. Einzelheiten sind im Fachblatt "Optics Express" nachzulesen.

Billiger Wasserstoff dank Kat ohne Edelmetall

Kanadische Forscher sehen breiten Einsatz des umweltfreundlichen Energieträgers gekommen

Prüfung des neuen Katalysators im Labor (Foto: utoronto.ca, Tyler Irving)

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Toronto
(pte004/14.12.2018/06:15) – Im weltweiten Wettrennen um die günstigste
Technik, Wasser mithilfe von Solar- und Windstrom in Wasser- und
Sauerstoff aufzuspalten, ist es Forschern der University of Toronto http://utoronto.ca gelungen, einen Katalysator zu bauen, der keine teuren Edelmetalle enthält, sondern lediglich Kupfer, Nickel und Chrom.

Meerwasser direkt nutzen

Materialforscher Cao-Thang Dinh begeistert, dass der neue Kat keinen
Schaden nimmt, wenn er mit Meerwasser in Berührung kommt, das wegen
seines Salzgehalts ganz schön aggressiv ist. Er kann also genutzt
werden, um die mit weitem Abstand größte Wasserquelle der Welt zu
nutzen. Es muss vor der Spaltung nicht mit hohen Kosten und großem
Energieaufwand entsalzt werden wie beim Einsatz von anderen
Katalysatoren.

Wasserstoff ist die Basis für zahlreiche Anwendungen, die weder die
Umwelt noch das Klima belasten. Das leichte Gas kann in Brennstoffzellen
genutzt werden, um Strom und Wärme zu erzeugen. Damit ist es ideal für
den Einsatz in Elektrofahrzeugen. Brennstoffzellen sind allerdings noch
so teuer, dass der Schwerpunkt bei der Elektromobilität mit Batterien
liegt.

Prototypen funktionieren

"Es gibt Bakterien, die Wasserstoff und CO2 für ihren Stoffwechsel
brauchen und Kohlenwasserstoffe erzeugen", so Forscher Francisco Pelayo
García de Arquer. Die Bakterien können Methan oder flüssige Treibstoffe
herstellen. Das gelingt bereits in Prototypen, die etwa Electrochaea aus
Planegg bei München oder MicrobEnergy, ein Tochterunternehmen des
Heizungsbauers Vissmann, bauen und betreiben. Laut den Fachleuten ist
der Stromverbrauch bei der Wasserspaltung mit ihrem Katalysator geringer
als mit jeder anderen Technik auf der Welt. Nur die, die Platin
enthalten, sind noch effektiver, funktionieren jedoch nicht mit
Salzwasser.