Lösungsbeitrag von Energiekrise und Dekarbonisierung des Wärmesektors

DLR-Chef: CSP auch in Deutsch­land ef­fi­zi­ent ein­setz­bar

Mit konzentrierende solarthermischen Systemen (CSP) lassen sich auch in Deutschland Wärme effizient und kostengünstig produzieren. Ein (fiktives) Gespräch mit DLR-Institutsdirektor Prof. Robert Pitz-Paal gibt Einblick in Möglichkeiten und Voraussetzungen dieser Technologie zur Dekarbonisierung der industriellen Prozesswärme. Bisher sind konzentrierende solarthermische Systeme sind in Deutschland noch wenig bekannt,  leitet das DLR den Text ein. Dabei sind sie ein sehr effizienter Ansatz, um Wärme aus Sonnenenergie zu gewinnen. Dafür kommen spezielle Hightech-Spiegel in unterschiedlichen Geometrien zum Einsatz. weiterlesen…

Digitalisierung erhöht Stromverbrauch

Stromverbrauch steigt mit fortschreitender digitaler Transformation

Die digitale Transformation weckt Hoffnung auf IKT-gestützten Klimaschutz und eine verbesserte Energieeffizienz in der Produktion. Allerdings verbrauchen Informations- und Kommunikationstechnologien Energie, und daher rücken mögliche nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt zunehmend in den Vordergrund. Eine Analyse des ZEW Mannheim und der Universität Göttingen von mehr als 28.700 deutschen Unternehmen liefert neuste Erkenntnisse zur Beziehung zwischen dem Einsatz von digitalen Technologien und Energieverbrauch im verarbeitenden Gewerbe. weiterlesen…

Unedel und doch gediegen

Neuartiger Katalysator verhilft Zink-Luft-Batterie zu Rekord-Leistungsdichte

Der langfristige Umstieg auf erneuerbare Energien ist ohne Technologien zur Energiespeicherung – auch Batterien, in denen Elektrizität zwischengespeichert wird – undenkbar. Wesentlich für ihre Effizienz ist die Verfügbarkeit geeigneter Katalysatoren, welche die damit verbundenen Reaktionen optimiert ablaufen lassen. Wissenschaftler*innen am Institut für Ressourcenökologie des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) haben für die Zink-Luft-Batterie einen auf Zirkonium fußenden Katalysator entwickelt (und open access in Angewandte Chemie veröffentlicht), mit dem das bisher am häufigsten als Katalysator eingesetzte Edelmetall Platin ersetzt und die Batterie dennoch in ein Kraftpaket verwandelt werden kann. (Grafik: Neuartiger Katalysator – © HZDR, Bernd Schröder, Minghao Yu) weiterlesen…

Neue Hybrid-Energiezelle – elektroaktiv, polymerbasiert, photoinduziert

Bedarf an neuartigen photovoltaischen Geräten wächst sehr schnell 

Der in letzter Zeit gestiegene Bedarf an Technologien zur Umwandlung und Speicherung von elektrischer Energie fand in der Forschung große Beachtung. Infolgedessen sind kostengünstige, hochleistungsfähige und selbstaufladende Batteriesysteme für den schnell wachsenden Markt der elektronischen Geräte sehr gefragt, so Scientific Reports am 26.12.2022. Gleichzeitig ist die Nutzung von erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenlicht, Wind, Wasser, Biomasse, Erdwärme usw. ebenso wichtig und wird für die umweltfreundliche Energieerzeugung in großem Maßstab dringend benötigt. weiterlesen…

Für die Kreislaufwirtschaft: Polysaccharide mit besseren Eigenschaften als synthetische Polymere

„Doppelt interpenetrierende nanostrukturierte Netzwerke“

Die Kreislaufwirtschaft erfordert Materialien mit geringem Kohlenstoff- und Umweltfußabdruck. In diesem Zusammenhang stellen aus Algen gewonnene Polysaccharide, die ein Produkt des Kohlendioxidverbrauchs sind, eine reichhaltige und nachhaltige Quelle für technische Materialien dar. Der Ersatz von Kunststoffen ist eine Herausforderung, da sie über bessere Eigenschaften verfügen, so drei Forschende der Universität Freiburg. In  den marinen Polysacchariden zu Folien vorgestellt, deren mechanische Eigenschaften besser sind als die von Polymilchsäure, dem gängigsten biologisch abbaubaren Kunststoff. Kernstück dieses Systems ist ein Netzwerk aus zwei Polysacchariden mit sehr unterschiedlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften, bei dem eine einfache Abstimmung der Kalziumkonzentration zu Filmen mit unterschiedlichem Grad an elastischem und plastischem Verhalten führt. weiterlesen…

Brau­nal­gen­schleim gut fürs Kli­ma

Fu­co­idan könn­te jährlich 550 Mil­lio­nen Ton­nen Koh­len­di­oxid aus der At­mo­sphä­re ent­fer­nen

Braunalgen nehmen große Mengen Kohlendioxid aus der Luft auf und geben Teile des enthaltenen Kohlenstoffs in Form eines schwer abbaubaren Schleims wieder an die Umwelt ab. Weil dieser Schleim kaum einem Meeresbewohner schmeckt, verschwindet dieser Kohlenstoff dadurch für lange Zeit aus der Atmosphäre, so eine Untersuchung des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen (mpi-bremen). Die Forschenden zeigen, dass insbesondere der Algenschleim namens Fucoidan dafür verantwortlich ist und schätzen, dass Braunalgen pro Jahr bis zu 550 Millionen Tonnen Kohlendioxid aus der Luft holen könnten – beinahe die Menge der gesamten jährlichen Treibhausgas-Emissionen Deutschlands. (Blasentang – Fucus vesiculosus – © Camilla Gustafsson, Zoologische Station Tvärminne, Finnland) weiterlesen…

Neues Material für Energiespeicher und Optoelektronik

„GTUB3“: erster mikroporöser, metallorganischer, leitfähiger und photolumineszenter Feststoff

Forschende der Technischen Universität (TU) Berlin haben einen neuen Stoff aus der Klasse der mikroporösen, metallorganischen Gerüstverbindungen (MOF) entwickelt und open access in Advanced Optical Materials vröffentlicht. Solche Verbindungen können einerseits kleine Moleküle und Gase wie Wasserstoff, CO2 aber auch sogar Giftstoffe speichern. Weil sie andererseits durch die hohe Anzahl der Poren eine große Oberfläche besitzen, wären sie auch als Material für Elektroden geeignet, etwa in sogenannten Superkondensatoren, die wesentlich schneller geladen werden können als herkömmliche Akkus. weiterlesen…

Seltene Bakterien hauptverantwortlich für Kohlenstoffkreislauf im Meer

Rare Bakterienarten am aktivsten, häufige Arten weniger

Weniger als 3% der Bakterien im Ozean konsumieren ein Drittel des gesamten Sauerstoffs. Das hat ein internationales Team aus Meeresbiologen und Biologinnen mit Beteiligung von Gerhard J. Herndl und Eva Sintes von der Universität Wien dank einer Methode herausgefunden, die es erlaubt, die Atmungsaktivität einzelner Bakterienarten zu bestimmen. Dabei fanden sie heraus, dass im offenen Ozean weniger häufige Bakterienarten die größten Atmungsraten haben, also mehr Sauerstoff verbrauchen und CO2 produzieren. Jene Bakterien hingegen, die besonders häufig im Ozean zu finden sind, verbrauchen eine relativ geringe Menge an organischem Material. Diese Ergebnisse haben große Auswirkungen auf die Sichtweise auf den Kohlenstoffkreislauf der Ozeane und erschienen am 28.11.2022 open access in Nature. (Foto: Forschungsschiff Pelagia – © HeinS5 – Eig. Werk, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org) weiterlesen…

1 Mio. Förderung für Brennstoffzellen-Optimierung

TU Chemnitz erforscht Integration von Sensoren

Im Rahmen einer Förderung der Sächsischen Aufbaubank (SAB) aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds Plus (ESF Plus) sowie des Freistaates Sachsen erhält – laut einer Medienmitteilung vom 22.12.2022 ein Forschungsteam der Technischen Universität Chemnitz eine Förderung über rund eine Million Euro zur Optimierung der Wasserstoffbrennstoffzellen-Technologie durch die Integration von Sensoren in Brennstoffzellen-Stacks. Damit soll der Wasserstoff-Antrieb effizienter, nachhaltiger und ressourcenschonender werden. (Foto: Prüfstand für Effizienztestung von Wasserstoffbrennstoffzellen am Lehrstuhl Alternative Fahrzeugantriebe der TU Chemnitz – © Jacob Müller, TU Chemnitz) weiterlesen…

Stark-Watzinger will Kernfusion

BMBF-Expertengruppe eingerichtet

Es war eine wissenschaftliche Sensation, als Forscher am staatlichen Lawrence-Livermore-Labor in Kalifornien am 11.12.2022 mitteilten, es sei ihnen erstmals gelungen, beim Verschmelzen zweier Atomkerne mehr Energie zu erzeugen, als sie hineingesteckt hatten. „sie haben noch einen langen Weg vor sich“, so Evan Halper und Pranshu Verma in Washington Post und Financial Times unter Berufung auf Mitarbeiter der Einrichtung. „Wenn sich das bestätigt, erleben wir einen historischen Moment“, wird Plasmaphysiker Arthur Turrell vom Londoner Imperial College zitiert. Nun soll eine neue Expertengruppe im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Kernfusion voranbringen. Ziel ist es laut Ministerin Bettina Stark-Watzinger (FDP), den Weg zu einem Kraftwerk zu ebnen, das mit Kernfusion betrieben wird. (Bild: Heißes Plasma im Magnetfeld eines Tokamaks – © Eye Steel Film from Canada – MAST Tokamak, CC BY 2.0) weiterlesen…