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Produkte, Forschung und Innovationen NEWS
Neuer Akku aus Schweden hält unendlich PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Freitag, den 28. Dezember 2018 um 11:10 Uhr


Neuer Akku aus Schweden hält unendlich

Forscher der Stockholm University entwickeln idealen Speicher für die elektrifizierte Gesellschaft

Noréus (links) und sein Kollege Shen mit dem neuen Akku (Foto: Niklas Björling)

Noréus (links) und sein Kollege Shen mit dem neuen Akku (Foto: Niklas Björling)

Stockholm (pte/24.12.2018/06:05) Nickel-Metallhydrid-Akkus haben eine relativ hohe Speicherkapazität, lassen sich aber nicht allzu häufig aufladen. Diesen Mangel haben Forscher der Stockholm University http://su.se nun behoben. Deren Akku kommt an die extrem lange Lebensdauer von Nickel-Wasserstoff-Akkus heran. Letztere werden bei vielen Raumfahrtmissionen genutzt, weil sie nahezu unverwüstlich sind. Sie haben jedoch einen entscheidenden Nachteil: Weil der Wasserstoff in Druckflaschen gelagert wird, ist die Batterie äußerst sperrig und ungeeignet für den Alltagsgebrauch.

Richtige Sauerstoff-Dosis

In Nickel-Metallhydrid-Akkus wird der Wasserstoff nicht in Tanks, sondern in Metallen gelagert. Das funktioniert prima, macht die Batterien auch sicher. Doch das Metall korrodiert mit der Zeit, weil es den wasserbasierten Elektrolyten aufsaugt, der die beiden Elektroden voneinander trennt. Die Batterie trocknet aus und verliert ihre Fähigkeit, Strom zu speichern.

Dag Noréus und Mitarbeiter Yang Shen haben mit einer Nickel-Metallhydrid-Batterie des schwedischen Herstellers Nilar AB experimentiert, die für alle Zellen ein gemeinsames Wasserstoff-Reservoir hat. Die Forscher füllten eine bestimmte Menge an Sauerstoff ein. Dieser sorgt dafür, dass das Gleichgewicht in der Batterie wiederhergestellt wird, indem er den Verlust an Elektrolyt wettmacht. Wenn die richtige Menge an Sauerstoff eingesetzt wird, reicht die Lebensdauer an diejenige von Nickel-Wasserstoff-Akkus heran.

Breiteste Anwendbarkeit

Mit dem neuen Wissen halten die Akkus länger als alle Batterien, die derzeit eingesetzt werden, einschließlich Lithium-Ionen-Akkus, die vor allem in Autos, Flugzeugen und Anlagen genutzt werden. "Die umfassende Elektrifizierung der Welt, einschließlich des Verkehrs, verändert die Anforderungen an die Stromverteilnetze", sagt Noréus. Die Nickel-Metallhydrid-Batterie sei dafür optimal geeignet.

Heute müssen die Akkus von Elektrofahrzeugen schon nach wenigen Jahren ausgetauscht und recycelt werden. Mit den neuen Batterien ist das nicht nötig. Sie haben allerdings eine geringere Kapazität. Besonders gut geeignet sind langlebige Nickel-Metallhydrid-Batterien, wenn sie stationär eingesetzt werden, etwa in Häusern mit Fotovoltaikanlagen, um überschüssigen Strom zu speichern. Auch hier ist die relativ kurze Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien ein Hindernis. Wann der neue Akku auf den Markt kommt, ist noch offen.

(Ende)
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Jobklau am Bau: Roboter stellt Wände auf PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Freitag, den 26. Oktober 2018 um 10:15 Uhr


Jobklau am Bau: Roboter stellt Wände auf

Japanische Universalarbeitskraft "HRP-5P" geht jedoch noch eher langsam zu Werke

Trockenbauer "HRP-5P": Gipskarton wird jetzt Roboter-Sache (Foto: aist.go.jp)

Trockenbauer "HRP-5P": Gipskarton wird jetzt Roboter-Sache (Foto: aist.go.jp)

Tokio (pte/02.10.2018/10:30) Forscher am National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) http://www.aist.go.jp haben mit "HRP-5P" einen humanoiden Roboter entwickelt, der autonom Bauarbeiten verrichtet. So kann er eine Trockenbauwand selbständig installieren. Dem AIST zufolge soll der Roboter die in einem überalternden Japan zunehmend mangelnden menschlichen Arbeitskräfte ersetzen. Derzeit geht er aber noch eher behäbig zu Werk.

Versierter Robo-Bauarbeiter

Mit 182 Zentimetern Größe und 101 Kilogramm Gewicht ist der HRP-5P ein durchaus stattlicher Baurbeiter. Der Roboter nutzt unter anderem Umgebungs- und Objekterkennung und eine vorsichtige Bewegungsplanung, um Aufgaben autonom zu verrichten. So ist er in der Lage, Gipskartonplatten für eine Trockenbauwand aufzustellen und dann zu verschrauben. Wie ein Demo-Video zeigt, arbeitet der aktuelle Prototyp dabei sehr methodisch und doch eher langsam, erinnert also eher an einen Job-Neuling.

Tatsächlich ist das Ziel laut AIST, mit dem HRP-5P menschliche Arbeitskräfte zu ersetzen - allerdings deswegen, weil diese fehlen. Denn die japanische Bevölkerung überaltert deutlich und das Land scheut Zuwanderung. Zudem betont die Forschungseinrichtung, dass Roboter insbesondere in gefährlichen Umgebungen zum Einsatz kommen können, um das Risiko für Menschen zu minimieren. Der HRP-5P soll als Entwicklungsplattform dienen, um in Zusammenarbeit mit Industriepartnern humanoide Roboter für praktische Anwendungen zu entwickeln. Potenzial ortet das AIST dabei auch im Flugzeug- und Schiffbau.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=ARpd5J5gDMk

(Ende)
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Neue Biosolarzelle produziert Wasserstoff PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Donnerstag, den 27. September 2018 um 09:28 Uhr


Neue Biosolarzelle produziert Wasserstoff

Bochumer Wissenschaftler nutzen molekulare Bausteine von Pflanzen und Mikroorganismen

Projektbeteiligte Marc Nowaczyk (rechts) und Kollege Adrian Ruff (Foto: rub.de)

Projektbeteiligte Marc Nowaczyk (rechts) und Kollege Adrian Ruff (Foto: rub.de)

Bochum (pte/26.09.2018/12:30) Ein internationales Forscher-Team unter Beteiligung von Wissenschaftlern der Ruhr-Universität Bochum http://rub.de hat molekulare Bausteine von Pflanzen und Mikroorganismen in einer Biosolarzelle kombiniert. Auf diese Weise lässt sich Lichtenergie ohne Umwege zur Produktion von Wasserstoff nutzen. Details wurden im Journal "Nature Energy" publiziert.

Nachhaltige Herstellung

In der Natur kommt diese Kombination so nicht vor: Pflanzen können zwar Lichtenergie nutzen, um Kohlendioxid in Biomasse zu verwandeln, aber keinen Wasserstoff produzieren. Manche Bakterien hingegen stellen Wasserstoff her, aber nicht direkt mithilfe von Lichtenergie. "Von der Kombination der beiden Prozesse erhoffen wir uns langfristig eine nachhaltige Herstellung des potenziellen Energieträgers Wasserstoff", sagt Privatdozent Marc Nowaczyk vom Lehrstuhl Biochemie der Pflanzen der Ruhr-Universität Bochum.

Die Forscher haben die hocheffizienten Komponenten zur Lichtumwandlung, die sogenannten Photosysteme, aus Cyanobakterien isoliert, die wie Pflanzen Licht als Energiequelle nutzen können. Die Komponente zur Wasserstoffproduktion - ein Enzym namens Hydrogenase - gewannen sie aus Bakterien, die unter sauerstoffarmen Bedingungen leben. Diese Bausteine kombinierten sie mit Redoxpolymeren, die die Energie von den lichtaktiven Elementen zu einer Elektrode weiterleiteten, welche die Wasserstoffproduktion antrieb.

Vielfältiger Einsatz denkbar

Der modulare Aufbau des Systems ermöglicht einen einfachen Austausch der biologischen und chemischen Bauteile, sodass einzelne Komponenten weiter optimiert oder durch neue Funktionen ersetzt werden können. "Unser molekularer Legokasten bietet vielfältige Möglichkeiten für zukünftige Anwendungen. Denkbar wäre es zum Beispiel, flüssige Energieträger auf der Basis von Kohlenstoff aus dem klimaschädlichen Kohlendioxid herzustellen", verdeutlicht Nowaczyk.

(Ende)
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Abfall-Erdgas wird zum Chemierohstoff PDF Drucken E-Mail
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Mittwoch, den 26. September 2018 um 06:35 Uhr


Abfall-Erdgas wird zum Chemierohstoff

150 Mrd. Kubikmeter ließen sich laut Forschern der Texas Tech University effektiv nutzen

Abfackeln von Erdgas auf einem Ölfeld (Foto: Uschi Dreiucker, pixelio.de)

Abfackeln von Erdgas auf einem Ölfeld (Foto: Uschi Dreiucker, pixelio.de)

Lubbock (pte/26.09.2018/06:15) In einer einzigen chemischen Reaktion lässt sich Methan in Benzol und Wasserstoff umwandeln - zumindest, wenn es nach dem Willen von Sheima Khatib, Assistenzprofessorin und Chemieingenieurin an der Texas Tech University http://ttu.edu geht. Damit würde das klassische Abfackeln klimaschädlicher Gase bei der Förderung von Erdöl der Vergangenheit angehören.

Umwandlung dank Zeolith

Benzol ist flüssig und damit leicht transportabel. Es wird in der Chemieindustrie als Ausgangsmaterial für unzählige Synthesen benötigt. Jährlich werden etwa 40 Mio. Tonnen davon hergestellt, meist aus Erdöl. Kathib gelingt das Kunststück mit einem Katalysator auf der Basis von Zeolith. Dies ist ein außerordentlich poröses keramisches Material, das mit Molybdänoxid beschichtet ist.

"Wir brauchen es, um das Methan zu aktivieren", so Kathib. Das Metalloxid aktiviert das Methan. Der Zeolith ist der eigentliche Katalysator. Er besteht aus Silizium-, Aluminium- und Sauerstoffatomen, die sich zu einem Kristall formiert haben. Dabei entstehen Poren und winzige Gänge, die unterschiedliche Größen und Ausrichtungen haben. Das Molybdänoxid dringt in die Poren ein, die einen ähnlichen Durchmesser haben wie ein Benzolmolekül.

Wasserstoff als Nebenprodukt

Als Nebenprodukt entstehen große Mengen an Wasserstoff, der sich für die Erzeugung von Strom in Brennstoffzellen nutzen lässt. Große Mengen benötigt man auch für die chemische Industrie. Bleibt allerdings das Problem des Transports. Das leichte Gas müsste unter hohem Druck in Stahlflaschen gefüllt oder vor Ort verbraucht werden. Ob sich das Verfahren durchsetzt, ist noch offen, ebenso wie eine ähnliche Entwicklung am Massachusetts Institute of Technology http://mit.edu . Ziel der dortigen Forscher ist die Umwandlung von Methan in Methanol, das als Treibstoff im Verkehr genutzt werden kann (pressetext berichtete: http://pte.com/news/20171018004 ).

Methan, das bei der Ölförderung als Nebenprodukt anfällt, wird abgefackelt, weil die Nutzung unwirtschaftlich wäre. Es müsste verdichtet in Drucktanks gepumpt werden. Oder es müssten eigens Pipelines gebaut werden. Man könnte das vermeintlich überflüssige Erdgas, das in einer Menge von 150 Mrd. Kubikmetern pro Jahr anfällt, auch direkt in die Umwelt entlassen. Da es den Klimawandel jedoch 25 Mal stärker beeinflusst als die gleiche Menge an Kohlendioxid, wird es abgefackelt. Dabei entstehen 400 Mio. Tonnen Kohlendioxid.

(Ende)
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Neuer Super-Kunststoff macht einen auf Öko PDF Drucken E-Mail
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Mittwoch, den 19. September 2018 um 09:09 Uhr


Neuer Super-Kunststoff macht einen auf Öko

Material "HPT" für Flugzeuge, Autos und Medizintechnik ist stabil und sehr hitzebeständig

Im Labor: "HPT" soll umweltverträglich sein (Foto: Dieter Schütz, pixelio.de)

Im Labor: "HPT" soll umweltverträglich sein (Foto: Dieter Schütz, pixelio.de)

Aachen/Leipzig/Leverkusen/Berlin (pte/18.09.2018/10:30) Forscher der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) http://rwth-aachen.de haben einen neuen umweltverträglichen Hochleistungskunststoff namens "HPT" entwickelt, der künftig in vielen Industrien zum Einsatz kommen könnte. Damit ließen sich die Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit von Produkten in Bereichen wie Luftfahrt, Automobil und Medizintechnik deutlich erhöhen.

Wirtschaftlichkeit als Ziel

Zusammen mit dem Polymer-Unternehmen Covestro, der TU Berlin, dem Kunststoff-Zentrum Leipzig und dem Flugzeughersteller Airbus wollen die Forscher den Kunststoff in großem Maßstab zugänglich machen. "HPT ist ein durch Spritzguss verarbeitbarer Hochleistungskunststoff, der in einzigartiger Weise zahlreiche gute Eigenschaften vereint. Er ist stabil bei hoher Härte, außerdem beständig gegen Hitze und viele Lösungsmittel. Test-Mengen des neuartigen Materials werden bereits hergestellt", sagt RWTH-Aachen-Forscher André Bardow.

Im vom Bundesforschungsministerium (BMBF) http://bmbf.de geförderten Projekt "DreamCompoundConti" soll nun ein kontinuierliches Verfahren entwickelt werden, um eine umweltverträgliche und wirtschaftliche Produktion im Industriemaßstab zu ermöglichen. Das BMBF fördert das Vorhaben über die nächsten drei Jahre mit bis zu 1,5 Mio. Euro.

Herstellung mit Basischemie

Eine Besonderheit der Herstellung von HPT besteht darin, dass dieser auf sehr gut zugänglichen Basischemikalien beruht. Diese werden ohnehin für die Produktion von Schaumstoffen eingesetzt und müssen somit nicht eigens hierfür hergestellt werden. Ein neues Katalysatorensystem ermöglicht nun erstmalig die Herstellung von thermoplastischem HPT aus diesen Basischemikalien. Das spart im gesamten Prozess CO2-Emissionen und Energie ein, weil im Vergleich zur Produktion herkömmlicher Hochleistungsthermoplasten aufwendige Prozessschritte entfallen.

Im Vergleich zu den am Markt bereits verfügbaren Produkten, ergeben sich messbare Ressourcen-Einsparmöglichkeiten: Laut den Forschern der RWTH Aachen weist der industrielle Herstellungsprozess von HPT im Vergleich zu ähnlichen Thermoplasten um mehr als 20 Prozent geringere Treibhausgas-Emissionen für die Produktion auf. Gleichzeitig soll das neue kontinuierliche Verfahren mit weniger Lösungsmitteln auskommen. Es wird daher eine deutlich bessere Ökobilanz im Vergleich zu konventionellen Prozessen erwartet.

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Chinas Kindergärten setzen auf Robo-Erzieher Keeko PDF Drucken E-Mail
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Donnerstag, den 13. September 2018 um 12:29 Uhr


Chinas Kindergärten setzen auf Robo-Erzieher

"Keeko" gibt direktes Feedback und soll logisches Denken bei Heranwachsenden gezielt fördern

Roboter "Keeko": Kinder kommunizieren mit einer Maschine (Foto: iKeeko.com)

Roboter "Keeko": Kinder kommunizieren mit einer Maschine (Foto: iKeeko.com)

Peking (pte/30.08.2018/06:05) Über 600 chinesische Kindergärten setzen mittlerweile auf den Roboter "Keeko" http://ikeeko.com , ein knapp 60 Zentimeter großes mobiles Gerät, das Geschichten erzählen kann und Kindern Logik-Rätsel stellt. Durch eingebaute Kameras und ein ausgeklügeltes Navigationssystem soll das Modell Kinder ähnlich wie ein Pädagoge beschäftigen.

Emotionen und Ausdruck

"Bildung ist heute keine Einbahnstraße mehr, in der der Lehrer unterrichten und die Schüler lernen", erklärt die Lehrerin Candy Xiong, die nun mit Keeko Robot Xiamen Technology zusammenarbeitet. Über ein Display am Kopf kann Keeko Emotionen und Gesichtsausdrücke anzeigen. Eine Kamera direkt auf der Front erlaubt es zudem, Video-Journale aufzuzeichnen und die Interaktion mit den Kindern nachzuverfolgen.

Der Roboter soll bereits im Kindergarten mit Wissensaufgaben das logische Denken vorantreiben und die Kinder sinnvoll beschäftigen. Jedes Mal, wenn die Kinder auf eine Frage richtig antworten, reagiert das Gerät deutlich mit Freude: Das digitale Gesicht blitzt auf und zeigt herzförmige Augen. Die Keeko-Roboter sind mittlerweile in mehr als 600 Kindergärten Chinas vertreten. Die Entwickler hoffen in großen Schritten auch in weitere Teile Südostasiens zu expandieren.

Global wachsender Markt

In China werden schon seit längerem Roboter entwickelt, um beispielsweise Lebensmittel zu liefern, älteren Menschen Gesellschaft zu leisten, Rechtsberatung zu liefern und jetzt auch Pädagogen bei ihrer Arbeit zu unterstützen. Nach Angaben der International Federation of Robots http://ifr.org hat die Volksrepublik mit rund 340.000 Einheiten in Fabriken und Co derzeit den weltweit größten Industrieroboterbestand.

Der Markt für Serviceroboter, also etwa Geräte für spezialisierte medizinische Zwecke bis hin zu automatisierten Staubsaugern, hat im abgelaufenen Geschäftsjahr 2017 aktuellen Schätzungen nach rund 1,32 Mrd. Dollar erwirtschaftet. Laut Marktforscher Research In China soll dieses Segment bis 2022 noch einmal auf 4,9 Mrd. Dollar wachsen.

Video: https://youtu.be/T3T8ga_G_70

(Ende)
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