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.

US-Forscher wollen Roboter noch sensibler machen

Evanston/Washington (pte/06.10.2006/13:05) – Nachgebildete
Schnurrbarthaare sollen Roboter der Zukunft noch sensibler machen.
Forscher der Northwestern University in Evanston/Illinois haben solche
artifiziellen Schnurrbarthaare aus Federstahl nachgebaut, berichtet das
Wissenschaftsmagazin Nature http://www.nature.com. In Zukunft sollen
Roboter damit ausgestattet werden, um noch genauere Daten zu sammeln –
etwa bei der Erkundung fremder Planeten, in der Tiefsee oder gar im
Inneren von Pipelines.

Joseph Solomon und Mitra Hartmann haben sich die Rattenschnurrbärte
genauer angesehen und festgestellt, dass diese die dreidimensionale
Form von Objekten erfassen können. "Die mysteriöse Koordinate war jene
der Abmessungserfassung", meint die Biomechanikerin Hartmann. Wenn die
Ratten Oberflächen abtasten, drehen sie die einzelnen Schnurrbarthaare
so lange, bis sie irgendwo anstoßen. Dadurch sind sie in der Lage, die
genaue Position von Gegenständen zu erfassen. Die Seehundbarthaare
funktionieren etwas anders, da sie auf Strömungsveränderungen
reagieren. Beide Barthaare arbeiten allerdings nach dem gleichen
Prinzip, nämlich, dass die Haare bei Auftauchen eines Gegenstandes
gebogen werden, weil Kräfte auf diese Sensoren wirken.

In den Versuchen konnten die Wissenschaftler feststellen, wie exakt
diese Sensoren bei den Tieren funktionieren. Die künstlichen Barthaare
der Ratte waren vier unterschiedlich lange Drähte aus Federstahl, die
am Ende mit Dehnungsmesser versehen waren. In ersten Tests erwiesen
sich diese als optimal geeignet, die tatsächliche Form des Objekts
festzustellen. Für die Untersuchung der Strömungshärchen veränderten
die Wissenschaftler die Versuchsanordnung. Dabei wurden je vier
Kunststoffbarthaare versetzt an zwei verschiedenen Balken befestigt.
Als Luft über die künstlichen Barthaare geblasen wurde, konnten sie die
Strömungsgeschwindigkeit mithilfe der Dehnungsmesser genau errechnen.
Die Forscher vermuten, dass die Veränderungen des Biegemoments in der
Natur das Vibrationssystem der Barthaare ergänzt, mit dem Tiere die
Beschaffenheit von Oberflächen wahrnehmen. In weiterer Folge sollen die
künstlichen Barthaare so verfeinert werden, dass man Strömungen auch in
3D darstellen kann. Diese Anwendungen würden sich optimal dafür eignen,
um Blockaden in Pipelines schnell aufzuspüren.

"Diese Idee ist hervorragend", meint der Bioniker Rudolf Bannasch von
der TU-Berlin und wissenschaftlicher Koordinator des
Bionik-Kompetenznetzes Biokon http://www.biokon.net im
pressetext-Gespräch. Er sei als Polarforscher vor einigen Jahren auf
die Idee gekommen, sich die Barthaare einer Weddell-Robbe genauer
anzusehen, die blind, aber wohl genährt war. "Bei der Betrachtung
dieser Barthaare, so genannter Vibrissen – so heißen die Sinus-, Tast-
oder Schnurrhaare – konnten wir bis zu 5.000 Nervenendungen entdecken",
so der Forscher. Bei der Verwendung einer solchen Vibrisse in einem
Plattenspieler anstelle einer Nadel, konnte der Forscher bei
verschiedenen Geschwindigkeiten variierende Töne feststellen. "Andere
Wissenschaftler wie etwa der Neurobiologe und Zoologe Guido Denhardt
von der Universität Bochum haben die taktilen Fähigkeiten von Robben
weiter untersucht." Die Tasthaare der Robben sind so sensibel, dass sie
damit Wasserbewegungen von weniger als einem Tausendstel Millimeter
wahrnehmen können, kam Denhardt zum Schluss. Bannasch hatte die Idee
diese Sensoren in Dehnmessstreifen durch das Wasser zu ziehen. "Dabei
konnten wir feinste Wirbelströme über große Distanzen hinweg
verfolgen." Diese Technologie wurde bereits von russischen U-Booten
genutzt, um Schiffe oder andere U-Boote verfolgen zu können.

Elektrobusse haben im Stadtverkehr gegenüber herkömmlichen Bussen
zwei Vorteile: Sie sind nicht so laut und produzieren weniger Abgase.
Allerdings
müssen ihre Batterien bislang an speziellen Stationen und mit Kabeln
geladen werden. In Mannheim starteten nun die neuen Elektrobusse des
Projekts PRIMOVE den Fahrgastbetrieb. Diese Busse werden direkt an den
Haltestellen induktiv, also kabellos, und automatisch
im laufenden Betrieb geladen. Somit benötigen sie keine extra Ladezeit
mehr und können deutlich wirtschaftlicher eingesetzt werden. Das KIT
begleitet das Projekt wissenschaftlich.

Sechs Haltestellen entlang der Buslinie 63 der Rhein-Necker-Verkehr GmbH
(RNV) sowie zwei Busse wurden mit der induktiven Ladetechnik
ausgestattet. Das KIT als Projektpartner simuliert den gesamten
Energiefluss in den Haltestellen und Bussen, um die Ladeinfrastruktur
optimal aufeinander abzustimmen. Dabei liegt ein besonderes Augenmerk
auf der Maximierung der Energieeffizienz, vor allem gegenüber
konventionellen Antriebslösungen. �Mit unserer Forschung wollen wir den
Grundstein für die Elektrifizierung kompletter städtischer
Busnetze legen�, sagt Peter Gratzfeld, der das Projekt auf Seite des
KIT leitet. In einem nächsten Schritt sollen die simulierten Daten
anhand von Messdaten überprüft werden. Weitere Projektbeteiligte sind
die Stadt Mannheim und die Bombardier Transportation
GmbH.

Wohnen in der Zukunft
www.creative.nrw.de/news/detail/news/wohnen-in-der-zukunft.html

Die gezielte Zusammenarbeit bei Innovationen durch die Vernetzung von Produktentwicklungen verschiedener Hersteller rund um das Thema Haus ist das gemeinsame Ziel des Projekts Universal Home. Mit einem Treffen aller Projektpartner auf dem Welterbe Zollverein in Essen schreitet das Projekt nun weiter voran.
"Alle Hersteller machen sich grundsätzliche Gedanken, wie ihr Unternehmen mit welchem Produkt- oder Dienstleistungsangebot in der Zukunft weiter erfolgreich am Markt vertreten sein wird", so Markus Wessel, Projektleiter Netzwerkmanagement Universal Home der Stiftung Zollverein. Laut Wessel habe jedes Unternehmen bislang jedoch seine eigene Erfolgsstrategie entwickelt. "Eines der wesentlichen Themen nicht nur in Zukunft, sondern bereits in der Gegenwart ist aber die intelligente Vernetzung zwischen Technologien und Erlebniswelten im Gebäude. Die dafür notwendigen Standards gemeinsam zu schaffen, ist eine der Aufgaben des Universal-Home-Projekts".

Die Themen, die unter Universal Home zusammengefasst werden, reichen von Material, Interfaces und ambient intelligence bis hin zu green building. Die Entstehung von Produktinnovationen auf diesen Gebieten und eine systematische Vernetzung der Partner entlang einer Wertschöpfungskette soll durch eine Plattform gefördert werden.

Am Projekt Universal Home sind bereits elf Unternehmen, darunter Miele, Poggenpohl, M3 und Vaillant, beteiligt. Wissenschaftspartner sind der Lehrstuhl Mediendesign in der Medieninformatik der Fachhochschule Gelsenkirchen und der Bereich Gestaltung der Folkwang Universität der Künste.

Innovative Scheibe: Diese färbt sich automatisch blau (Foto: ubc.ca )

Vancouver/Wien/München (pte008/12.03.2018/11:30) –

Forscher der University of British Columbia (UBC) http://ubc.ca haben eine smarte Scheibe entwickelt, die ihre Farbe als Reaktion auf
Elektrizität verändert. Bei dieser Technologie handelt es sich um ein
kosteneffizientes Verfahren zum Sparen von Energie. Wird die
durchsichtige Scheibe von Elektrizität durchströmt, so färbt sich diese
blau. Diese Scheiben sind in den Herstellungskosten wesentlich günstiger
als herkömmliche smarte Fensterscheiben.

Energieverlust minimiert

"Hierbei handelt es sich vermutlich um eine schaltbare Verglasung, wie sie bereits in der BINE-Zusammenstellung http://bit.ly/2Fz8Puc Erwähnung findet", erklärt Thomas Bednar von der Fakultät für Bauingenieurwesen der Technischen Universität Wien http://tuwien.ac.at im Gespräch mit pressetext. Derzeit werden bereits erste Produkte auf dem europäischen Markt beworben.

"Normale Fenster verschwenden ein Drittel der gesamten
Energie, die zum Beheizen, Ventilieren oder Klimatisieren von
öffentlichen Gebäuden aufgewendet wird", sagt Curtis Berlinguette von
der UBC. "Technologien für smarte Fensterscheiben reduzieren diesen
Energieverlust. Die Herausforderung besteht jedoch in einer
kostengünstigen Herstellung solcher Fensterscheiben", führt Berlinguette
aus.

"Gläser, die durch helles Licht, beim Anlegen einer
elektrischen Spannung oder beim Unterschreiten einer bestimmten
Temperatur ihre Eigenschaften ändern, gibt es schon lange. Die
Innovation steckt wie so oft im Detail: Ein einfacherer Prozess zur
Herstellung der funktionalen Schicht reduziert die Herstellungskosten",
schildert Andreas Battenberg von der Technischen Universität München http://tum.de gegenüber pressetext.

Verschiedenste Ansätze

Die aktive Komponente der smarten Fensterscheibe
entsteht aus einer flüssigen Lösung, welche Metallionen enthält.
Mithilfe von ultraviolettem Licht kommt es zur Transformation dieser
Schicht. Der daraus auf dem Glas entstehende Film ist normalerweise
durchsichtig. Wenn jedoch Elektrizität hindurch strömt, färbt er sich
blau.

Und plötzlich ging alles ganz schnell. Dr. Sergei Zherlitsyn erlebte den
Moment im Kontrollraum des Hochfeld-Magnetlabors Dresden: die Messwerte
sind eindeutig, der seit 2005 bestehende Weltrekord aus Los Alamos, USA
von rund 89 Tesla wurde eingestellt. Forschern des Helmholtz-Zentrums
Dresden-Rossendorf (HZDR) ist es damit gelungen, ein weltweit einmaliges
Magnetfeld von 91,4 Tesla zerstörungsfrei zu erzeugen.

Bei diesem Rekord geht es uns gar nicht so sehr um physikalische
Spitzenwerte, sondern um Materialforschung, erklärt HZDR-Physiker und
Leiter des Hochfeld-Magnetlabors (HLD) Prof. Joachim Wosnitza. Vielmehr
sind die Wissenschaftler stolz darauf, als erstes Nutzerlabor weltweit
solch hohe Magnetfelder für die Forschung bereit zu stellen.

Jedes Jahr kommen etwa 70 Nutzergruppen aus der ganzen Welt nach
Dresden, um Experimente in hohen Magnetfeldern durchzuführen. Im Fokus
stehen dabei vor allem Forschungen zu supra- und halbleitenden
Werkstoffen. Das HLD arbeitet eng mit den anderen drei europäischen
Nutzerlaboren in Nijmegen (Niederlande) sowie Toulouse und Grenoble
(Frankreich) zusammen.

Den bisherigen Weltrekord hielten die Kollegen des Nationalen
Hochfeld-Magnetlabors in Los Alamos, New Mexico, USA. Gemeinsam mit
Forschern aus Dresden und Japan liefern sie sich seit einigen Jahren ein
Forschungsrennen um den 100-Tesla-Rekord. Das Erzeugen solch hoher
Magnetfelder ist deshalb so schwierig, weil die beteiligten Magnetspulen
Drücke des 40.000fachen Atmosphärendrucks aushalten müssen.

Die auf Restaurierungsarbeiten spezialisierte Soles SpA http://www.soles.net/ hat ihre Technik zur Anhebung von Gebäuden weiterentwickelt. Mit ihrem neuesten Vorhaben, dem "progetto Rialto", sollen weite Teile der vom Hochwasser bedrohten Lagunenstadt Venedig gerettet werden. Mithilfe von stempelartigen Stahlpfeilern ist nun in Forlì ein 500 Quadratmeter großes und 1.500 Tonnen schweres Wohnhaus angehoben worden und somit um einen Meter in die Höhe versetzt worden.

Der mit Hilfe von Hydraulikvorrichtungen im Fundamentboden angebrachten "Palo Soles" ist am unteren Ende mit einer Flansch versehen, deren Durchmesser je nach Arbeitsbreite 220 bis 600 Millimeter beträgt. "Bei unserer Technologie ist weder der Aushub von Erde noch der Abraum von Material erforderlich", erläutert Hauptgeschäftsführer Roberto Zago. Allerdings fallen erhebliche Kosten an. "Diese Dienstleistung kommt einschließlich der Vorarbeiten, der Bodenplattform und der Gebäudestabilisierung auf 2.500 Euro pro Quadratmeter. Unser Ziel ist es, mindestens zehn Prozent der venezianischen Paläste auf diese Weise vor dem Verfall zu retten", erläutert Zago das ambitionierte Ziel.

Damit das ehrgeizige Projekt in die Tat umgesetzt werden kann, ist die Bildung eines Firmenkonsortiums unter Beteiligung von Banken, Versicherungsgesellschaften und Privatleuten geplant. Gleichzeitig gilt es, zahlreiche Behörden und Ministerien zu überzeugen. Außerdem soll die Maßnahme in das an den Laguneneinfahrten im Bau befindliche Flutwehr aus beweglichen Staumauern (bekannt als "Mose") integriert werden.

Soles ist ein Anfang der sechziger Jahre entstandenes Unternehmen , das mittlerweile über hundert Mitarbeiter beschäftigt und im laufenden Jahr 23 Mio. Euro Umsatz erzielen wird. "Unsere Technologie hat ein riesiges Absatzpotential in vielen Teilen der Welt," bestätigt Zago. "Städte wie beispielsweise New Orleans oder Schanghai weisen ebenfalls Problematiken auf, die wir mit diesem Verfahren effizient lösen können."

Neue Display- und Beleuchtungsmöglichkeiten in Aussicht

Champaign (pte/21.08.2009/13:55) – Ein internationales Forscherteam unter amerikanischer Leitung hat einen neuen Ansatz entwickelt, der ultradünne, extrem kleine anorganische LEDs ermöglicht. Diese können zu Beleuchtungs- oder Display-Systemen zusammengesetzt werden, die beinahe durchsichtig oder sehr flexibel sind. Das war bisher organischen LEDs (OLEDs) vorbehalten. "Unser Ziel ist es, einige Vorteile anorganischer LEDs mit der Skalierbarkeit, einfachen Verarbeitung und Auflösung von OLEDs zu verknüpfen", sagt John Rogers, Professor für Materialwissenschaften und -technik an der University of Illinois http://illinois.edu. Der Ansatz wird in der heute, Freitag, veröffentlichten Ausgabe des Magazins Science beschrieben.

Anorganische LEDs sind laut University of Illinois heller, stabiler und langlebiger als OLEDs. Allerdings haben letztere den Vorteil, auch in flexiblen, dichten Anordnungen und per Druckverfahren verarbeitet werden zu können. Der neue Ansatz verspricht, die Vorteile beider Welten zu vereinen. "Indem wir große Arrays ultradünner, ultrakleiner anorganischer LEDs drucken und sie mithilfe von Dünnschicht-Verarbeitung verbinden, können wir allgemeine Beleuchtungs- und HD-Displaysysteme schaffen, die mit konventionellen Methoden aus anorganischen LEDs nicht gefertigt werden könnten", so Rogers. Das Team hat anorganische LEDs dazu 100 mal kleiner gemacht als üblich und ein spezielles Druckverfahren entwickelt, mit dem sie auf feste Substrate wie Glas, aber auch auf flexible oder dehnbare wie Gummi aufgebracht werden können. Die LEDs könnten genug Licht generieren, um auch in großem Abstand platziert zu werden, was auch praktisch durchsichtige Displays ermögliche.

"Das klingt nach einem wirklich vielversprechenden Ansatz", bestätigt Bert Fischer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP http://www.iap.fraunhofer.de, auf Nachfrage von pressetext. Dort arbeitet man an der Anwendung von OLEDs, die schon jetzt für flexible Elektronik zum Einsatz kommen. In solchen Anwendungsbereichen könnten OLEDs durch die neue Fertigungsmethode anorganische Konkurrenz bekommen. Fischer gibt sich gespannt, ob der neue Ansatz auch praktisch halten kann, was er verspricht. Er hält für möglich, dass die winzigen Lichtpunkte mit relativ großer dunkler Umgebungsfläche letztendlich zu vergleichsweise pixelig wirkenden Displays führen. Selbst, falls das zunächst noch der Fall wäre, könnte die neue Technologie sich aber freilich noch entsprechend weiterentwickeln.

Nanopartikel aus Magnetit in einer Lösung unter dem Mikroskop (Foto: dvfu.ru/en)

Wladiwostok (pte004/27.06.2018/06:15) –

Ein von russischen und südkoreanischen Forschern entwickelter Schaum
reduziert Lärm doppelt so stark wie bisher eingesetztes Dämmmaterial.
Und noch eine Besonderheit: Das Material ist nicht nur bei hohen,
sondern auch bei niedrigen Frequenzen effektiv, die besonders
gesundheitsschädlich sind. Alexey Zavjalov, der an der Far Eastern
Federal University http://dvfu.ru/en (FEFU) promovierte, hatte die zündende Idee. Die Teamleitung hatte Professor S.P. Bardakhanov.

Getunter makroporöser Schaum

Der neue Schaum ist besonders interessant für die
Autoindustrie. Fahrer und Beifahrer wollen möglichst wenig Lärm
abbekommen, wenn sie unterwegs sind. Auch Highspeed-Züge beeinträchtigen
die Anwohner mit ihrem Lärm. Hier könnte der Nanoschaum Abhilfe
schaffen. Das neue Material ist ein getunter makroporöser Schaum, wie er
seit Langem zur Schalldämmung eingesetzt wird. In die Aussparungen
dieses Werkstoffs wird Nanomaterial eingebracht, das zusätzliche Kanäle
schafft, in denen sich der Schall verfängt. Die Technik, mit der das zu
machen ist, hat Zavjalov entwickelt.

Das Material, dass in die Makroporen eindringt, besteht
aus Nanopartikeln von Magnetit oder Siliziumdioxid. Die winzigen
Teilchen werden in einer Flüssigkeit fein verteilt. Dann wird der
makroporöse Schaum eingetaucht. Den Weg in die Poren finden sie dann
selbst, unterstützt von Ultraschallwellen. Nach dem Trocknen ist das
Dämmmaterial einsatzbereit. Es lässt sich am ehesten mit einem Aerogel
vergleichen, das sind Festkörper, die zu mehr als 99 Prozent aus Poren
bestehen. Sie haben ausgezeichnete wärme- und schalldämmende
Eigenschaften, sind aber sehr teuer und schwer zu verarbeiten. Der neu
Schaum ist dagegen preiswert herzustellen und problemlos anzuwenden.

"Fugu": Größe um das Dreifache erweiterbar (Foto: kck.st/1xT2BL6 )

Jerusalem/Wien (pte002/02.12.2014/06:00) –

Der Stauraum des neuen Spezialkoffers "Fugu" http://kck.st/1xT2BL6 lässt sich mithilfe einer Pumpe um das Dreifache erweitern. Bei der
Entwicklung des "Wunderkoffers" haben sich die Konstrukteure von "Mary
Poppins" magischem Koffer inspirieren lassen, in dem unendlich viel
Platz zum Verstauen zur Verfügung steht.

"In jeder Preisklasse – nicht nur im oberen Segment –
soll die jeweils beste Qualität geboten werden. Kurzfristig funktioniert
‚billig‘ bei bestimmten Zielgruppen, auf Dauer würde das allerdings die
Destination und die Wertschöpfung im Tourismus kaputt machen",
unterstreicht ein Branchen-Kenner gegenüber pressetext.

20 Sekunden reichen aus

Die Seiten des zunächst kompakt erscheinenden Koffer
sind auf eine Höhe von bis zu 45 Zentimetern ausfahrbar. Das
Grundvolumen von etwa 40 Litern kann somit auf enorme 120 Liter
erweitert werden. Eine elektronische Pumpe bringt den Koffer in knappen
20 Sekunden auf das Dreifache seiner Größe. Die "Carry-on Size" wird
somit zu einem voluminösen Gepäckstück.

"Ein unvergrößerter Fugu hat die Maße der zugelassenen
Handgepäck-Größen. Man kann ihn also einfach mit ins Flugzeug nehmen",
erklärt Daniel Gindis, ein Mitglied des Fugu-Entwickler-Teams. Für etwa
240 Euro soll der Koffer bald auf den Markt kommen. Derzeit finanziert
sich das Projekt noch mit der Crowdfunding-Webseite Kickstarter http://kickstarter.com .

Kühlfach und Licht geplant

Die Idee zum innovativen Reisebegleiter hatte
Entwickler Isaac Atlas auf einem Rückflug. Während seiner Reise hatte
der Designer einiges an Gepäck dazu erworben. In seinem kleinen Koffer,
den er bei minimalem Gepäck auf seiner Hinreise benutzt hatte, befand
sich kein ausreichender Platz für die neuen Utensilien. Atlas musste
sich für den Heimflug ein weiteres Gepäckstück kaufen, um alles
verstauen zu können.

Fugu ist nicht nur ein simpler Koffer, sondern kann im
erweiterten Zustand auch als Abstellmöglichkeit dienen. So ist es
möglich, ihn als Laptop-Tisch zu nutzen oder ihn seitlich aufzuklappen,
sodass er sich als Regal nützlich erweist. Die Entwickler arbeiten
derzeit daran, weitere Features einzubauen. So soll ein Kühlfach oder
ein Licht, das beim Öffnen anspringt, noch mehr Komfort bieten.
Verkaufsstart soll 2015 sein.