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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 01/2017)
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Mustermann,
heute erhalten Sie die aktuelle Ausgabe der monatlichen Pressenachrichten aus dem Karlsruher Institut für Technologie. Wir wollen Sie in kompakter Form über spannende Forschungsthemen informieren und würden uns freuen, wenn passende Nachrichten für Ihre redaktionelle Berichterstattung dabei sind. Gerne vermitteln wir Ihnen bei Bedarf weitere Informationen und Ansprechpartner. Um Beleg Ihrer Berichterstattung wird gebeten.
Freundliche Grüße
Ihre Pressestelle des KIT
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Produktionstechnik: Leichtbau für Elektromotoren
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Elektromotoren für Autos sind zu schwer, zu groß und zu teuer, denn leistungsstarke Motoren sind bislang für stationäre Maschinen und Anlagen optimiert worden. Statt Baugröße, Wirkungsgrad und Gewicht spielen hier Dauerlastfestigkeit und Lebensdauer die Hauptrolle. Das nun eröffnete Produktionstechnische Labor E-Antriebe (PTLEA) des wbk Instituts für Produktionstechnik am KIT richtet seinen Focus auf die Fertigung gewichtsoptimierter Elektromotoren.
PTLEA baut auf die Ergebnisse des Verbundprojektes ProLemo auf, welches vom wbk Institut für Produktionstechnik des KIT koordiniert wurde. ProLemo – Produktionstechnologien für effiziente Leichtbaumotoren für Elektrofahrzeuge – hat neue Produktionstechniken für besonders leichte Elektromotoren entwickelt. Etwa durch den Einsatz von Leichtbaumaterialien wie faserverstärkten Verbundwerkstoffen für Gehäuse und Rotorwelle sowie Soft Magnetic Composites für Rotor lassen sich bis zu 23 Prozent des Gewichtes eines konventionellen Antriebes einsparen. Mithilfe der Anlagen des PTLEA können Kernkomponenten des Motors gefertigt werden – etwa komplizierteste und dennoch kompakte Wicklungen für den Stator, spritzgegossene Rotorscheiben mit maßgeschneiderten magnetischen und mechanischen Eigenschaften oder Gehäusekühlung. Das PTLEA dient auch als Plattform für die Erprobung weiterer, neuer und innovativer Produktionstechniken für Elektromotoren und steht interessierten Firmen und Kooperationspartnern offen.
Mehr Information:
wbk.kit.edu/t/ptlea
Bildunterschrift: Innovative Werkstoffe lassen den Rotor eines Elektromotors leichter werden. (Bild: wbk/KIT)
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Magazin lookKIT: Schwerpunkt „Schnittstellen“
Alle reden von der Energiewende, eine Stadt in der Pfalz tut was: Das deutschlandweit einzigartige Projekt „Regionalisierung der Energieversorgung auf Verteilnetzebene am Modellstandort Kirchheimbolanden“, kurz RegEnKiBo, bringt auf regionaler Ebene die verschiedenen Akteure und Energienetze zusammen. Ziel ist es den Veränderungsprozess von einem zentralen Energieversorger hin zu vielen kleinen Produzenten und Abnehmern zu begleiten. Der Schlüssel zur Regionalisierung soll dabei die intelligente Nutzung sowie lokale Speicherung und Umwandlung von überschüssigem Ökostrom sein. Wie das funktioniert und wie die unterschiedlichen Beteiligten zusammenarbeiten, ist ein Beitrag der aktuellen Ausgabe „Schnittstellen“ von lookKIT, dem Wissenschaftsmagazin des Karlsruher Instituts für Technologie. Auch in den weiteren Themen wie der Industriekooperation „Company on Campus“ mit der Firma Schaeffler oder der digitalen Auswertung von Layouts mittelalterlicher Literatur stehen weitere Schnittstellen zwischen Organisationen und zwischen Disziplinen im Mittelpunkt.
Im Internet finden Sie lookKIT unter:
pkm.kit.edu/kit_magazin
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Rennsport: Studenten des KIT sind Nr. 1 der Weltrangliste
Nach einer abwechslungsreichen Saison kann sich KA-RaceIng, das Formula Student Team des KIT, den Platz eins der Weltrangliste sichern. Dabei überzeugten vor allem die zahlreichen Innovationen und Eigenentwicklungen der 70-köpfigen Hochschulgruppe die Juroren auf den internationalen Formula Student Events.
„Besonders stolz sind wir auf die vier selbst entwickelten Motor-Getriebe-Einheiten mit integriertem zweistufigem Planetengetriebe“, sagt Konstantin Merz von KA-RaceIng und Student des KIT. Für einen tiefen Schwerpunkt und geringe Gierträgheit unter dem Monocoque montiert, leisten die Einheiten zusammen einen Spitzenwert von 120 Kilowatt bei maximal 30 000 Umdrehungen pro Minute. „Damit erreichen wir ein Leistungsgewicht auf Formel-1-Niveau.“ Auch das Chassis, das Batteriemanagementsystem und viele weitere Teile werden von den angehenden Ingenieurinnen und Ingenieuren in Zusammenarbeit mit Instituten des KIT und Sponsoren auf dem aktuellsten Stand der Technik entwickelt, produziert und getestet. Mit der neu entwickelten Fahrzeuggeneration, die im April vorgestellt wird und in den drei Kategorien combustion, electric und driverless antritt, will KA-RaceIng in der neuen Saison den Spitzenplatz verteidigen.
Mehr Information:
ka-raceing.de
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Materialforschung: Nanostrukturierte Dünnschichten durch elektrische Strompulse
Hohe Festigkeit und hohe Verformbarkeit von Metallen schließen sich in der Regel aus. Diese Eigenschaften in neuen nanostrukturierten metallischen Werkstoffen zu vereinen, ist das Ziel einer neuen Emmy Noether-Nachwuchsgruppe am KIT, die nun von der DFG über fünf Jahre mit insgesamt 1,4 Millionen Euro gefördert wird.
„Wir wollen metallische Dünnschichten als nanostrukturierte Verbundwerkstoffe mit maßgeschneiderten mechanischen Eigenschaften entwickeln“, erklärt Karsten Woll vom Institut für Angewandte Materialien des KIT und Leiter der Emmy Noether-Nachwuchsgruppe „Gepulste Metallurgie an metallischen Dünnschichten“. Das Werkzeug des Materialforschers sind Strompulse, die teilweise kürzer als eine Millisekunde und damit etwa 100-mal kürzer als der Wimpernschlag sind. Durch diese Strompulse gelingt es ihm, hohe Heiz- und Abkühlraten präzise dem Material aufzuprägen. Nanostrukturierte Schichten, beispielsweise aus einzelnen Aluminium- und Nickellagen, werden durch diese Temperaturbehandlung gemischt und umstrukturiert – es bildet sich schlussendlich ein sogenanntes Gefüge, das die mechanischen Eigenschaften bestimmt. Durch gepulste Metallurgie soll es Woll und seiner Gruppe erstmals gelingen, Gefügezustände in einem breiten Spektrum innerhalb eines Materials zu realisieren und so optimal an die Anwendung anzupassen. Langfristig ist denkbar, dass diese neuen metallischen Dünnschichten Impulse für den Leichtbau oder die Oberflächenbehandlung von Bauteilen setzen können.
Mehr Information:
iam.kit.edu/wbm/73_1045.php
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Grundlagenforschung: Sichere Kommunikation und kompakte Beschleuniger
Sie leisten neue Beiträge zur Lösung drängender Herausforderungen unserer Gesellschaft: So der gemeinsame Nenner der Projekte, die nun mit bis zu sechs Millionen Euro von der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert werden. In zwei der drei Projekte der aktuellen Auswahlrunde ist das Karlsruher Institut für Technologie ein starker Partner.
Quanteninformationsverarbeitung verspricht eine exponentielle Beschleunigung wichtiger Rechenleistungen sowie physikalisch abgesicherte Kommunikationskanäle. Um in die praktische Anwendung zu kommen, müssen die derzeitigen Experimente jedoch um Größenordnungen skaliert werden. Das Projekt „Scalable Solid State Quantum Computing“ will einen entscheidenden Schritt auf dem langfristigen Weg zu skalierbaren Quantencomputeranwendungen gehen. Das Projekt, an dem Forschungszentrum Jülich, RWTH Aachen und KIT beteiligt sind, wird mit sechs Millionen Euro gefördert.
Plasmabeschleuniger ermöglichen es, auf engstem Raum mittels Laser- oder Teilchenstrahl hohe elektrische Feldstärken zu erzeugen. Mit dieser Technik könnten in Zukunft kompakte Anlagen oder größere Teilchenenergien möglich werden. Ziel des aktuellen Vorhabens „Plasma Accelerator“ ist es, die existierenden Beschleunigertechnologien entsprechend weiterzuentwickeln und anlagentechnisch zu komprimieren. Die Miniaturisierung erweitert das Spektrum potentieller Nutzer: von der Grundlagenforschung bis hin zu medizinischen Anwendungen in Kliniken. An dem mit sechs Millionen Euro geförderten Projekt wirken mit: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, DESY, Helmholtz-Institut Jena, KIT und HZB.
Mehr Information:
helmholtz.de/aktuell/presseinformationen/artikel/artikeldetail/helmholtz_investiert_in_zukunftsthemen
Quantenforschung am KIT:
kit.edu/kit/pi_2015_16359.php
Beschleunigerforschung am KIT:
anka.kit.edu/5311.php
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Klimaforschung: Temperatur und Wasser lassen Kohlendioxidkonzentration schwanken
Die zunehmende Kohlendioxid-(CO2)-Konzentration in der Atmosphäre und die damit einhergehende Erwärmung kennzeichnen den Klimawandel. Die jährliche Zuwachsrate variiert jedoch erheblich, da vor allem die Kohlenstoffaufnahme durch Landökosysteme wie Wälder oder Graslandschaften schwankt. Aktuell nimmt die Landoberfläche etwa ein Viertel aller vom Menschen verursachten CO2-Emissionen auf. Ob diese Kapazität von der Temperatur oder vom verfügbaren Wasser abhängt, haben Wissenschaftler kontrovers diskutiert. Dass beides zutrifft – abhängig von der Untersuchungsperspektive –, berichtet ein internationales Expertenteam mit Klimaforschern des KIT nun in der Zeitschrift „Nature“.
Weltweit gesehen bestimme vor allem die Temperatur die jährlichen Schwankungen des Kohlenstoffhaushalts, so die Wissenschaftler. Auf lokaler Ebene dominiert dagegen die Wasserverfügbarkeit, die sich etwa auf die Photosynthese sowie die Atmung von Pflanzen und Mikroorganismen auswirkt. Was zunächst paradox erscheint, erklären die Forscher mit Schwankungen im Zusammenspiel zwischen Landoberfläche und Atmosphäre. Sie zeigten auch, dass sich Effekte wie extreme Trockenheit in einem Gebiet der Erde und hohe Feuchtigkeit in einem anderen im weltweiten Kohlenstoff-Austausch gegenseitig fast aufheben. Für die Studie kombinierte das Team unterschiedliche Ökosystemmodelle, darunter eins des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung am KIT.
Mehr Information:
Jung, M. et al. (2017): “Compensatory water effects link yearly global land CO2 sink changes to temperature” doi: 10.1038/nature20780 – nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature20780.html
Presseinformation des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie:
bgc-jena.mpg.de/www/index.php/PublicRelations/NewsSingle?jahr=2017&id=1484562035
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Digitale Geisteswissenschaften: „Wir entwickeln Algorithmen und Software, um große, historische Bibliotheksbestände automatisch zu analysieren“, erklärt Rainer Stotzka vom Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik des KIT. „So können Sprachforscher etwa Einfluss und Verbreitung von Schreiberschulen, Stilen oder Handschriften nachvollziehen.“ Im Projekt eCodicology klassifizieren Algorithmen Gestaltungsmerkmale von 170 000 handgeschriebenen Buchseiten der mittelalterlichen Abtei St. Matthias in Trier. „Die Gesamtschau aus der Vogelperspektive erlaubt es spannende, bücherübergreifende Zusammenhänge zu finden.“ Mehr Information: ecodicology.org
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Mikroventile: „Die Miniaturisierung von biologischer und chemischer Analysetechnik für die Medizintechnik und Diagnostik sowie Bioanalytik und Forschung braucht maßgeschneiderte mikroskopische Bauteile“, erklärt Marcel Gültig von memetis, einem Startup des KIT. Es entwickelt Ventile und andere verwandte Miniatur-Aktoren im Größenbereich von Mikrometern, die etwa präzise Pipetten steuern. Die Basis bilden dünne Folien aus Formgedächtnislegierungen, die sich durch Wärme deformieren und so Ventile öffnen und schließen. Die Vorteile sind hohe Schaltkräfte auf kleinem Raum, robustes Design, geräuschloses Schaltverhalten und moderate Materialkosten. Mehr Information: memetis.com
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KIT.audio | Der Forschungspodcast
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Batterieforschung: Die Produktion von Strom aus Sonnen- und Windenergie unterliegt naturgemäß großen Schwankungen. Batterien sind deshalb eine Schlüsseltechnologie für die Energieversorgung der Zukunft. Längst jedoch sind Batterien noch nicht leistungsfähig, langlebig und kostengünstig genug. In der aktuellen Folge von KIT.audio trifft Autor Jan Holthaus Forscher, die das ändern wollen – durch die Verbesserung heutiger Lithium-Ionen-Batterien ebenso wie mit gänzlich neuen Speicheransätzen, etwa der futuristischen „Apfel-Anode“ oder Komponenten mit Superkondensator-Fähigkeiten. Zum Podcast: pkm.kit.edu/kitaudio
KIT.audio | Der Forschungspodcast greift in monatlicher Folge ein aktuelles Forschungsthema auf und erkundet Ansätze, Antworten, Standpunkte und Lösungen. Die eingefangenen O-Töne, Geräuschkulissen und Sounds verweben sich in der Art eines Features zu intensiven Hörstücken von 30 Minuten Länge.
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Poster-Ausstellung „Lise Meitner und ihre Töchter”
27. Januar bis 5. März 2017, Campus Süd des KIT, Wolfgang-Gaede-Str. 1a
Vernissage: 27. Januar, 17:15 Uhr
Thema: Frauen in der Physik
kceta.kit.edu
Internationaler Motorenkongress
Vortrag: Kaltstartverhalten eines Rankine-Restwärmenutzungssystems
Thomas Matousek, KIT
21. und 22. Februar 2017, Baden-Baden
Themen: Verbrennungsmotoren, Kraftstoffe, Abgasnachbehandlung
motorenkongress.de
Kinderturn-Kongress 2017
u.a.m. Jan-Uwe Rogge, Alexander Woll
Pate: Fabian Hambüchen
23. bis 25. März 2017, Campus Süd des KIT
Themen: Bewegung, Motorik, Entwicklung
sport.kit.edu/foss/607.php
Fachtagung „MINT und Werte – Wie Wertebildung im Unterricht gelingen kann“
Fokusrunde „Rolle der Ethik in den naturwissenschaftlichen Studiengängen“
Referent: Peter Nick, KIT
27. März 2017, München
Themen: Bildung, Verantwortung, Gesellschaft
fachtagung-mint-und-werte.siemens-stiftung.org
Roll-Out KA-RaceIng 2017
Vorstellung der neuen Fahrzeuge combustion, electric und driverless
27. April 2017, Audimax, Campus Süd des KIT, 19 Uhr
Themen: Formula Student, Fahrzeugentwicklung, Hochschulgruppe
ka-raceing.de
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Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) verbindet seine drei Kernaufgaben Forschung, Lehre und Innovation zu einer Mission. Mit rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 25 000 Studierenden ist das KIT eine der großen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas.
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
Kontakt:
Monika Landgraf
Pressesprecherin
Kosta Schinarakis
Themenscout
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-41956
Fax: +49 721 608-43658
E-Mail: schinarakis@kit.edu
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