Kategorie: Nachhaltigkeit und Umwelttechnik

Spannende Beiträge, informative Fachartikel und die neusten Entwicklungen aus dem Themengebiet Nachhaltigkeit und Umwelttechnik.

Thermomagnetische Generatoren wandeln Abwärme auch bei kleinen Temperaturunterschieden in Strom

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Die thermomagnetischen Generatoren basieren auf magnetischen Dünnschichten mit stark temperaturabhängigen Eigenschaften. (Foto: IMT/KIT)

Die thermomagnetischen Generatoren basieren auf magnetischen Dünnschichten mit stark temperaturabhängigen Eigenschaften. (Foto: IMT/KIT)

Die Verwertung von Abwärme trägt wesentlich zu einer nachhaltigen Energieversorgung bei. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität Tōhoku in Japan sind dem Ziel, Abwärme bei geringen Temperaturdifferenzen in Strom zu wandeln, nun wesentlich näher gekommen. Ihnen ist es gelungen, bei thermomagnetischen Generatoren, die auf Dünnschichten einer Heusler-Legierung basieren, die elektrische Leistung im Verhältnis zur Grundfläche um den Faktor 3,4 zu steigern. Weiterlesen

Problematik des Recyclings von CFK aus End-of-Life-Bauteilen

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Anwendung von CFK

Abbildung 1: Vergleich verschiedener technischer Fasern hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften [eig. Darstellung in Anlehnung an 2]

Abbildung 1: Vergleich verschiedener
technischer Fasern hinsichtlich ihrer
mechanischen Eigenschaften [eig. Darstellung
in Anlehnung an 2]

Die unbestreitbaren Potenziale, die der Einsatz von Kohlenstofffasern (engl. carbon fibres; CF) zur Verstärkung von Kunststoffen (CFK) bietet, beruhen insbesondere auf dem Paradoxon nach Slayter. Dieses besagt, dass ein Verbundwerkstoff Spannungen aufnehmen kann, die bei dessen schwächster Komponente zu einem Werkstoffversagen führen würden. [1] Entsprechend bewirken die ohnehin guten mechanischen Kennwerte der Kohlenstofffasern (vgl. Abb. 1) ein deutlich gesteigertes Eigenschaftsprofil in technischen CFK-Anwendungen. Im Zusammenspiel mit den geringen Dichten von Fasern und Kunststoffmatrix bietet sich CFK als ideales Material für Leichtbauzwecke an. Weiterlesen

Kompostierbare Displays für nachhaltige Elektronik

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Das bioabbaubare Display kann aufgrund seiner Anpassungsfähigkeit und Adhäsion direkt auf der Hand getragen werden. (Foto: Manuel Pietsch, KIT)

Das bioabbaubare Display kann aufgrund seiner Anpassungsfähigkeit und Adhäsion direkt auf der Hand getragen werden. (Foto: Manuel Pietsch, KIT)

Forschende des KIT entwickeln gedruckte Displays, die biologisch abbaubar sind

In den kommenden Jahren drohen die zunehmende Verwendung elektronischer Geräte in Gebrauchsgegenständen sowie neue Technologien im Zusammenhang mit dem Internet der Dinge, die Produktion von Elektronikschrott zu erhöhen. Eine umweltfreundlichere Produktion und ein nachhaltigerer Lebenszyklus sind hier von entscheidender Bedeutung, um Ressourcen zu sparen und Abfallmengen zu minimieren. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist es erstmalig gelungen, Displays zu produzieren, deren Bioabbaubarkeit von unabhängiger Seite geprüft und bestätigt wurde. Weiterlesen

Direkte solare Wasserstofferzeugung

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Dr. David Offenberg, Dr. Ramona Langner, Dr. Diana Freudendahl

Durch eine Bestrahlung mit Sonnenlicht können in einem Halbleiter negative und positive Ladungsträger freigesetzt werden. Bei Solarzellen erzeugt man dadurch elektrischen Strom. Bei der direkten solaren Wasserstofferzeugung nutzt man diese Ladungsträger, um damit direkt an der Oberfläche der Halbleiter Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Im Vergleich zur Wasserspaltung durch Elektrolyse mit Strom aus Solarzellen verspricht man sich von dieser direkteren Methode eine deutlich einfachere technische Umsetzung und eine höhere Effizienz. Trotz jahrzehntelanger Forschung ist es bisher aber noch nicht gelungen, konkurrenzfähige Systeme zu entwickeln. In den letzten Jahren sind jedoch vielversprechende Entwicklungen und ein starker Anstieg der Forschungsaktivität zu beobachten. Solarer Wasserstoff könnte in Zukunft in vielen Bereichen fossile Energieträger ersetzen und für industrielle Prozesse aus Erdgas erzeugten Wasserstoff ablösen, um zu einer Senkung der CO2-Emissionen beizutragen. Weiterlesen

Kunststoff aus Abfall

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© Fraunhofer IPK/Andy King Compoundierte und granulierte Polyhydroxybuttersäure (PHB).

© Fraunhofer IPK/Andy King
Compoundierte und granulierte Polyhydroxybuttersäure (PHB).

Ein neuartiger Kunststoff kann aus Abfällen produziert und problemlos in weniger als einem Jahr abgebaut werden. Polyhydroxybuttersäure heißt der Werkstoff, mit dem sich künftig vor allem Einwegprodukte und Wegwerfartikel umweltschonend herstellen und abbauen lassen. Ein neues Produktionsverfahren des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK und seiner Partner ermöglicht die industrietaugliche Herstellung des innovativen Materials. Weiterlesen

Neues Verfahren ermöglicht Lithiumabbau in Deutschland

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Mit dem minimalinvasiven Verfahren aus dem KIT könnten jedes Jahr tausende Tonnen Lithium aus dem deutschen und französischen Oberrheingraben gefördert werden.

Mit dem minimalinvasiven Verfahren aus dem KIT könnten jedes Jahr tausende Tonnen Lithium aus dem deutschen und französischen Oberrheingraben gefördert werden. (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT)

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT patentieren minimalinvasive Technologie zur Gewinnung von Lithium in Geothermieanlagen

Ob Netzspeicher, Elektromobilität oder tragbare Elektronik – Lithiumionen-Akkus sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Für die Produktion werden jedes Jahr Millionen Tonnen Lithium gefördert – bislang allerdings fernab von Deutschland. Eine Erfindung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) könnte nun aber auch hierzulande einen wirtschaftlichen Abbau ermöglichen. Lithium soll dabei minimalinvasiv in Geothermieanlagen aus den Tiefengewässern des Oberrheingrabens gefördert werden. Weiterlesen

Bio-basierte Additive für nachhaltige Kunststoffe

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Dr. Diana Freudendahl, Dr. Ramona Langner, Dr. Heike Brandt

Maßgeschneiderte Kunststoffe sind heute extrem vielseitig einsetzbar, ihre Anwendungen reichen von Lebensmittelverpackungen, über dünne feuerfeste Dämmplatten und körperresorbierbare Nahtmaterialien bis hin zu Motorenaufhängungen im Automobil. Um diese Bandbreite an Anwendungen zu erreichen, werden Kunststoffe mit sehr unterschiedlichen, aber auch sehr spezifischen Eigenschaften benötigt. Ermöglicht wird diese Einstellung von Eigenschaften durch das Beimischen von Additiven und Füllstoffen. So werden beispielsweise Farbpigmente zum Einfärben genutzt; zur Erhöhung der Bruchfestigkeit können Glas- oder Carbonfasern sowie Nanomaterialien beigemischt werden, während Öle und Wachse die Fließeigenschaften während der Verarbeitung verbessern. Im Laufe der letzten Jahrzehnte kam es seitens der Verbraucher zu einem deutlich gesteigerten Interesse an Biopolymeren, weshalb zunehmend auch natürliche und biologisch abbaubare Zuschlagstoffe in den Fokus geraten. Auch die Umweltfreundlichkeit der jeweiligen Herstellungsmethoden für Additive, sowie des gesamten Herstellungsprozesses sind zu entscheidenden Aspekten geworden. Weiterlesen

Biotreibstoff für den Schiffstank

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© iStock Für den Treibstoff nutzen die Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer UMSICHT Bioethanol aus Weizenstroh.

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Für den Treibstoff nutzen die Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer UMSICHT Bioethanol aus Weizenstroh.

Die Verbrennung herkömmlicher Kraftstoffe trägt zu einem großen Teil des globalen CO2-Ausstoßes bei. Besonders in der Kritik stehen Kreuzfahrt- und Containerschiffe, die mit ihren schmutzigen Abgasen und gesundheitsschädlichen Treibstoffen die Umwelt stark belasten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT forschen an alternativen klimafreundlichen Kraftstoffen. Sie stellen Biotreibstoff aus nachwachsenden Rohstoffen her, der zu Benzin, Diesel oder sogar Kerosin für Flugzeuge werden kann. Der synthetische Kraftstoff reduziert die Treibhausgas-Emissionen um bis zu 30 Prozent im Vergleich zu fossilem Sprit und verringert zudem Ruß-Emissionen. Weiterlesen

ebacryl: Das maßgenaue Laminatsystem zur Herstellung von Modellen und Reproduktionen.

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ebacryl ist ein umweltfreundliches Laminatsystem, mit dem man sehr maßgenaue Laminate unkompliziert herstellen kann. ebacryl Systeme sind für viele unterschiedliche Einsatzbereiche geeignet, z. B. zum Anfertigen von großen und äußerst maßgenauen Negativformen, wie die zur Herstellung von Tradinno benötigt waren. Mit einer Größe von 15,72 m x 12,33 m x 8,20 m ist der Drache aus Furth im Wald, Oberpfalz, zurzeit als der weltgrößte Roboter auf vier Beinen im Guiness Buch der Rekorde aufgenommen. Weiterlesen