Kategorie: Umwelttechnik

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

Kohlendioxidneutrale Kraftstoffe aus Luft und Strom

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Kohlendioxidneutrale Kraftstoffe aus Luft und Strom

Weltweit erste integrierte Power-to-Liquid (PtL) Versuchsanlage zur Synthese von Kraftstoffen aus dem Kohlendioxid der Luft. (Foto: Patrick Langer, KIT)

Von der Bundesregierung gefördertes Kopernikus-Projekt P2X: Integrierte Versuchsanlage im Containermaßstab stellt Kraftstoffe aus Kohlendioxid der Luft und Ökostrom her

Die Sektoren Strom und Mobilität zu verbinden, kann einige Herausforderungen der Energiewende bewältigen: Ökostrom ließe sich langfristig speichern, Kraftstoffe mit hoher Energiedichte wären kohlendioxidneutral nutzbar. Wie Sektorenkopplung aussehen kann, haben Forschungspartner des Kopernikus-Projektes P2X nun auf dem Gelände des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gezeigt und die ersten Liter Kraftstoff aus Kohlendioxid, Wasser und Ökostrom produziert. Sie integrierten in einer containerbasierten Versuchsanlage erstmals alle vier benötigten chemischen Prozessschritte zu einem kontinuierlichen Verfahren mit maximaler Kohlendioxidausnutzung und besonders hoher Energieeffizienz. Weiterlesen

Kostengünstigere Brennstoffzellen für Automobil und Flugzeug in Großserie

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© Fraunhofer IPT
Geformtes Blechwerkstück: In ersten Tests formten die Aachener Ingenieure die erforderliche Oberflächenstruktur einer Bipolarplatte.

Ohne Abgase eine noch höhere Reichweite erzielen: Die Automobilindustrie und die Luftfahrtbranche setzen verstärkt auf alternative Antriebsformen und beziehen dabei auch wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen in ihre Überlegungen ein. Damit die bislang hohen Herstellungskosten der Brennstoffzellen sinken und neue wasserstoff-elektrische Antriebe den Weg in den Markt finden, arbeitet das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit fünf Partnern aus Industrie und Wissenschaft im Forschungsprojekt »FlyGO« an neuen Konzepten und Systemen für die Großserienfertigung. Weiterlesen

Tandemsolarmodule: Mehr Strom aus dem Doppelpack

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Die Forscherinnen und Forscher im Projekt „Capitano“ entwickeln neue Materialien und Prozesse sowie Prototypen für Perowskit-Solarzellen und -module mit hohem Wirkungsgrad. (Foto: Markus Breig, KIT)

Halbleiter-Kombination aus Perowskit und CIGS verspricht Effizienzsteigerung in der Photovoltaik

Der Wirkungsgrad marktüblicher Solarmodule lässt sich nur noch begrenzt steigern. Deutlich mehr Potenzial bietet der Einsatz von zwei lichtaktiven Schichten in Tandemsolarmodulen. Der vielversprechenden Technologie könnte die Zukunft gehören. Im Projekt „Capitano“ kombinieren Forscherinnen und Forscher Dünnschichtsolarmodule auf Basis von Perowskit-Halbleitern mit Halbleitern aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen (CIGS). Die Kombination ermöglicht höchsteffiziente Tandemsolarzellen mit einem Wirkungsgradpotenzial von über 30 Prozent bei allen Vorteilen der Dünnschicht-Technologie. Projektpartner sind das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) als Koordinator, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Unternehmen NICE Solar Energy in Schwäbisch Hall. Weiterlesen

Mit Wasser läuft es wie geschmiert

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© Fraunhofer IWM
Mit dem neu entwickelten In situ-Tribometer lassen sich direkt im Betrieb Verschleiß und Reibwerte von Gleitlagern messen.

Die Lager von Maschinen werden in der Regel mit Öl geschmiert. Doch große Mengen dieser Öle landen auch heute noch in der Umwelt. Am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM wurde deshalb eine Methode entwickelt, mit der sich Gleitlager künftig auf Wasserbasis schmieren lassen können. Das ist deutlich umweltfreundlicher. Weiterlesen

Mit Vakuumverdampfer Technik gegen Wassermangel

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Moderne Abwasserreinigung verfolgt ökologische und ökonomische Ziele

 

Wasser ist eine unverzichtbare Grundlage für jegliches Leben und die Ökosysteme der Erde. Als wichtiges Medium für unterschiedlichste Anforderungen ist sauberes Wasser auch für die Industrie unentbehrlich. Vor dem Hintergrund des Klimawandels und dem durch die wachsende Produktion zunehmenden Verbrauch an Frischwasser, erklärte das Weltwirtschaftsforum 2015 Wasserknappheit und ihre Auswirkungen als die größte Gefahr des kommenden Jahrzehnts. Auf dieser Grundlage wurde ein umfassendes Wasserziel auf globaler Ebene verabschiedet – dieses ist allerdings noch lange nicht erreicht. Weiterlesen

Preiswerte Energiespeicher für das Elektroauto von morgen

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© Fraunhofer IWS Dresden
So sehen die mit der neuen Trockenfilmtechnologie beschichteten Elektroden aus. Mit dem Verfahren des Fraunhofer IWS lassen sich Batterieelektroden ohne den Einsatz von giftigen Lösungsmitteln bereits im Pilotmaßstab herstellen.

Um Batterien künftig preisgünstiger und umweltschonender herstellen zu können, haben Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden ein neues Produktionsverfahren entwickelt. Dabei beschichten sie die Elektroden der Energiespeicherzellen mit einem trockenen Film statt mit flüssigen Chemikalien. Das spart Energiekosten und macht giftige Lösungsmittel in diesem Prozessschritt überflüssig. Ein finnisches Unternehmen erprobt die neue Fraunhofer-Technologie bereits erfolgreich in der Praxis. Weiterlesen

Datenanalyse & prädiktive Modellbildung zur Flexibilisierung der Aluminiumelektrolyse

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Abbildung 1: Eine von insgesamt drei Elektrolysehallen bei der TRIMET Aluminium SE in Essen. Jede Halle beheimatet insgesamt 120 Elektrolyseöfen (© TRIMET Aluminium SE)

Im Zuge der Energiewende werden konventionelle Energieerzeugungsquellen zunehmend durch Erzeugungsanlagen ersetzt, die auf erneuerbare Energien basieren. Der Großteil der erneuerbaren Energieerzeugung besitzt eine starke Wetterabhängigkeit, was zu einer erheblichen Fluktuation in der Stromerzeugung führt. Eine Lösung für diese Problematik ist die Flexibilisierung der industriellen Nachfrage nach Strom. Weiterlesen

Ökologische Klebstoffe aus Pflanzenöl

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© Fraunhofer IMWS
Zwei Metallstücke sind mit der nachhaltigen Klebstoffformulierung verbunden. Im Hintergrund: Leinölepoxidproben für die Klebstoffprüfung mit flüssigem (gelb) und pastösem Härter (weiß) sowie mit Organosolv-Lignin (schwarz).

Die Nachfrage nach grünen Produkten steigt. Doch nachhaltig sind Waren erst dann, wenn die verwendeten Klebstoffe und Lacke ebenfalls aus biobasierten Rohstoffen hergestellt werden. Materialkonzepte aus Fraunhofer-Laboren sollen helfen.

Bioprodukte boomen. Denn statt Massentierhaltung und Chemikalien-Cocktails auf den Feldern wünschen sich viele Verbraucher sattgrüne Weiden für die Tiere, möglichst unbehandeltes Obst und Gemüse sowie Textilien aus ökologisch erzeugter Baumwolle. Allerdings ist es nicht damit getan, Kunststoffe durch Materialien wie Holz oder Kork zu ersetzen. Wirklich nachhaltig sind die Produkte nur dann, wenn auch die Klebstoffe und Lacke aus biobasierten Rohstoffen hergestellt werden. Weiterlesen

Praxistest bestanden: Haifischhautlack steigert den Stromertrag von Windenergieanlagen

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© Mertcan Bayar, E.ON Climate and Renewables, Schweden
Montage der mit einem Riblet-Lack beschichteten Rotorblätter.

Einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leistet Windstrom. Innerhalb des EU-Projekts »Riblet4Wind« stellte sich ein Team aus sieben Projektpartnern der Herausforderung, die Aerodynamik von Windkraftflügeln effizienter zu gestalten. Ein Ansatz dabei war den Luftwiderstand zu verringern. Im  Flugzeugbau wurde gezeigt, dass die am Fraunhofer IFAM entwickelte funktionelle Beschichtung mit mikroskopisch kleinen Rillen – Riblet-Lack genannt – den Luftwiderstand reduziert und Treibstoff einspart. Dieses Know-how haben sich die Wissenschaftler zunutze gemacht und die Technologie an Rotorblätter einer Windkraftanlage angepasst. Die Tests unter realen Bedingungen ergaben vielversprechende Ergebnisse. Weiterlesen

Neues Material, das Seltene Erden bei LED-Lampen spart

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Die LED-Technologie ist derzeit die Beleuchtungstechnik mit dem größten Potenzial für die Zukunft. Mit dem technischen Fortschritt steigt allerdings auch die Belastung für die Materialien, die in einer LED-Lampe verbaut sind. Die transparente Kapsel, die die Leuchtdiode umhüllt, muss zum Beispiel immer höhere Temperaturen aushalten können, gleichzeitig soll die Technologie mit viel weniger der so genannten Seltenen Erden auskommen. Chemiker der Saar-Uni um Professor Guido Kickelbick haben nun mit Partnern aus der Industrie (Osram, BASF) ein Verkapselungsmaterial entwickelt, das LEDs ohne Seltene Erden langlebiger und günstiger machen könnte. Dazu haben sie auch Patente angemeldet. Das Material ist im Rahmen des noch laufenden Forschungsprojektes „Organische und Seltenerd-reduzierte Konversionsmaterialien für LED- basierte Beleuchtung“ (ORCA) entstanden, das vom Bund mit 1,9 Millionen Euro gefördert wird. Weiterlesen