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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 06/2017)
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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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Erdwärme: Energiequelle im Faktencheck
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In Deutschland sind rund 316.000 Geothermieanlagen in Betrieb, in Baden-Württemberg sind es aktuell mehr als 35.000 Erdwärmesonden. Sie nutzen das Wärmereservoir des Erdbodens und entnehmen ihm mit Hilfe einer Wärmepumpe klimafreundlich Heizenergie oder Kühlleistung. Dennoch kämpft die Technologie der oberflächennahen Geothermie mit vielen Vorurteilen. Um diese abzubauen bringt das Land Baden-Württemberg nun eine Broschüre für Verbraucher und Anwender heraus, zu der auch Experten des KIT beigetragen haben.
Obwohl die Investition in Erdwärme sich schon nach wenigen Jahren rechnet, halten sich die Vorurteile aufgrund von kaum einem Dutzend, teuren und medienwirksamen Schadensfällen wie etwa in Staufen, Leonberg, Böblingen oder Schorndorf. Ursache war im Wesentlichen eine unsachgemäße Installation, die heutzutage durch konkrete Regelungen im Rahmen der behördlichen Genehmigung ausgeschlossen werden. In der Broschüre werden 21 Missverständnisse, auf welche die Erdwärmetechnologie trifft, benannt und mit Fakten aus Praxis und Theorie aufgeklärt, etwa die angebliche Unversicherbarkeit von Bohrungen, der widerlegte Zusammenhang zu Erdbeben und der vorgeschobene Aufwand der Genehmigung. „Bei heutigem Wissensstand und unter der Beachtung aktuell gültiger Vorschriften ist nahezu auszuschließen, dass Qualitätsmängel und Folgeschäden bei der Errichtung oder beim Betrieb von Erdwärmesonden auftreten“, erklärt Ingrid Stober vom Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT, eine der Autorinnen der Broschüre. Gleichzeitig ist Erdwärme eine nachhaltige und nicht versiegende Wärmequelle, die ohne Öl und Kohle auskommt.
Mehr Informationen:
um.baden-wuerttemberg.de/de/service/publikation/did/erdwaermesonden-erdwaerme-erfolgreich-nutzen
kit.edu/kit/pi_2014_15907.php
Bildunterschrift: Es gibt viele gute Gründe, das Wärmereservoir im Untergrund zum Heizen und Kühlen von Häusern zu nutzen. (Bild: KIT)
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Brennstoffzellen: Schrittweise in die Großserie
Das Technologietandem Wasserstoff und Brennstoffzelle bringt viele Vorteile – gerade für den Antrieb von Autos. Im Vergleich zu Verbrennungsmotoren funktionieren sie lokal emissionsfrei. Anders als Batterien lassen sich Brennstoffzellentanks innerhalb weniger Minuten betanken und sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte leichter. Bisher steckt in der Herstellung der hochkomplexen Einheiten jedoch viel Handarbeit. Daher sind die Herstellungskosten hoch und die Verbreitung niedrig. Das EU-Projekt „INLINE“ will das nun ändern.
Die Ingenieure designen eine Produktionslinie, die bis zu 50.000 Teile pro Jahr fertigen kann, aber flexible Montagestationen enthält, die den schrittweisen Übergang von der manuellen Montage zu automatisierten Prozessen ermöglichen. Das wbk Institut für Produktionstechnik am KIT erstellt für INLINE ein Konzept für die Skalierung der modularen Montage der Brennstoffzelle, um flexibel auf schwankende Stückzahlen zu reagieren und das Investitionsrisiko zu minimieren. Zudem entwickelt es die Inline-Messtechnik, die während des Montageprozesses Daten erfasst, die zur Prozesssteuerung und Qualitätssicherung beitragen. Durch Simulationsmodelle können verschiedene Designs der Produktionslinie getestet sowie Produktionsszenarien analysiert werden. Die EU fördert das Vorhaben mit 3,2 Millionen Euro aus dem Programm „Horizon 2020“. Weitere Partner neben dem KIT sind die Unternehmen Profactor, Fronius, Elring Klinger und OMB Saleri.
Mehr Information:
wbk.kit.edu/2980.php
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Katalysatoren: Das Beste aus zwei Welten
In der chemischen Industrie sind Katalysatoren die Arbeitspferde. Sie beschleunigen Reaktionen und ermöglichen die wirtschaftliche Produktion von Dünger, Methanol oder Schwefelsäure. Katalysatoren gibt es je nach technischer Anwendung in der Regel in fester und in gelöster Form – mitsamt gewissen Vor- und Nachteilen. Ein Katalysatorkonzept, welches das Beste aus beiden Welten vereint, stellen Forscher des KIT nun in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie vor.
Organometallische Katalysatoren in Lösung lassen in der Regel chemische Reaktionen unter milderen Bedingungen ablaufen als sogenannte heterogene Festkörper-Katalysatoren. Auf der anderen Seite können Festkörper-Katalysatoren leicht aus der Lösung entnommen und recycelt werden. „Mit metallfunktionalisierten Polymeren schließen wir diese Lücke“, erklärt Peter W. Roesky vom Institut für Anorganische Chemie am KIT. In einem gemeinsamen Projekt mit Christopher Barner-Kowollik, der am Institut für Technische Chemie und Polymerchemie des KIT und an der Queensland University of Technology QUT forscht, haben sie Platin-Ionen an Polymerketten gebunden, die sich anschließend zu kleinen Kugeln falteten, sogenannten Einzelketten-Nanopartikeln (SCNPs). Die Partikel dienten als sehr effizienter Katalysator bei der gezielten Synthese von Aminen, welche wichtige chemische und biologische Komponenten sind. Die Katalysepartikel ließen sich mittels einer Membran und chemischer Dialyse – einem Standardverfahren – vom Lösungsmittel trennen und weiterverwenden. Damit zeigten Roesky und Barner-Kowollik, dass metallfunktionalisierte Polymere als Katalysatoren sowohl effizient als auch wiederverwertbar sind.
Mehr Information:
chemistryviews.org/details/ezine/10501602/Platinum-Linked_Single-Chain_Nanoparticles.html
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Amazonas: Staudämme bedrohen Ökosysteme
Im Amazonasbecken dienen bereits mehr als 100 Staudämme der Stromerzeugung; etliche weitere werden gerade gebaut oder geplant. Zusammengenommen werden diese Wasserkraftprojekte sich negativ auf die weltweit einzigartigen aquatischen Ökosysteme im Amazonasgebiet auswirken. Denn sie halten nicht nur Wasser, sondern auch die für Überschwemmungsgebiete, Mangrovenwälder und marinen Ökosysteme lebenswichtigen nährstoffreichen Sedimente zurück, wie Forscher nun im Magazin Nature (doi:10.1038/nature22333) berichten.
Die Wissenschaftler, unter ihnen Florian Wittmann, Leiter des Auen-Instituts des KIT, entwickelten erstmals einen Anfälligkeitsindex, um die Bedrohung zu quantifizieren, und untersuchten die aktuellen und potenziellen Umweltauswirkungen der bereits existierenden und geplanten Dämme im Amazonasgebiet. Wittmann befasste sich dabei vor allem mit der Diversität der Flora und Fauna sowie den derzeitigen Entwaldungsraten der einzelnen Wassereinzugsgebiete. Die Forscher aus USA, Brasilien, Ecuador, UK und Deutschland stellten Gefährdungskarten für 19 Einzugsgebiete vor und ermittelten, dass der Rio Madeira, der größte Zufluss und Sedimentlieferant des Amazonas, am stärksten bedroht ist. Auch die Gebiete um den Rio Tapajós, den Rio Marañón und den Rio Ucayali, in denen seltene Tier- und Pflanzenarten leben, sind besonders stark gefährdet. Die Wissenschaftler appellieren an die Anrainerstaaten des Amazonasbeckens, künftig enger zusammenzuarbeiten und auch die manchmal Hunderte von Kilometern flussabwärts der Staudammprojekte entstehenden Umweltauswirkungen stärker zu berücksichtigen, um irreversible Schäden zu vermeiden.
Mehr Information:
nature.com/nature/journal/v546/n7658/full/nature22333.html
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Wissen für Anwender: "Energy Engineering & Management"
Energiewende, Technologiesprünge und europäischer Wettbewerb: Die Unternehmen auf dem Energiemarkt sehen sich laufend neuen Herausforderungen gegenüber. Sie brauchen Mitarbeiter, die die richtige Übersicht für den Energiemarkt mitbringen. Im Masterstudiengang "Energy Engineering & Management" des KIT erlangen Fach- und Führungskräfte dieses Wissen für Anwender berufsbegleitend. Im Online-Video berichten ein Student und ein Personaler von ihren Erfahrungen und erklären, welche Mehrwerte das Studium für Teilnehmer und Unternehmen bietet.
„Wir schätzen besonders, dass aktuelle Forschungsergebnisse des KIT in den Wissenspool unserer Mitarbeiter einfließen“, ist eine Aussage der teilnehmenden Unternehmen. Das Master-Programm zum Thema Energietechnik und Management bietet ein umfassendes Verständnis der gegenwärtigen und zukünftigen Energiesysteme und der komplexen Interaktionen ihrer Elemente. Die Absolventen sind in der Lage, die Effizienz, Verfügbarkeit und Sicherheit der Energiesysteme zu analysieren und zu optimieren. Der berufsbegleitende Studiengang wird von der HECTOR School angeboten, der Technology Business School des KIT. Sie ermöglicht es, Mitarbeiter sowohl in den aktuellsten Technologie- als auch in Management-Themen bedarfsgerecht weiterzubilden. Alle Master-Programme werden in Englisch und in einer multikulturellen Umgebung unterrichtet. Die Teilnehmer profitieren vom Austausch mit anderen Fachleuten und Nachwuchskräften aus der ganzen Welt sowie von einem starken Netzwerk von Partnern aus Forschung und Industrie.
Mehr Information im Video:
youtube.com/watch?v=jbY-3NijBIk&feature=youtu.be
Mehr Information bei der HECTOR School:
hectorschool.kit.edu/master_programs.php
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3D-Druck: Individuelle Bauteile aus dem Internet
Geringe Kosten, verkürzte Produktionszeiten, flexible und kunden-individuelle Produktion – die additive Fertigung bietet Unternehmen und Industrie viele Möglichkeiten. 3D-Druck-Verfahren helfen zudem, einzelne Eigenschaften bereits in der Planung zu verbessern. Im Rahmen des Projekts „3D-Print-Cloud BW“ erstellen nun das KIT und die Universität Stuttgart eine offene Online-Plattform für die additive Fertigung, die Know-how bündelt und eine schnelle und kostengünstige Fertigung von Modellen, Mustern und Prototypen ermöglicht.
Die Plattform bildet den Prozess von der Konstruktion bis hin zur Simulation der Bauteileigenschaften zunächst digital ab. Nutzer können dann die Eigenschaften bearbeiten und über die Cloud an ein Unternehmen in der Umgebung weiterleiten, welches das Bauteil auf dem passenden 3D-Drucker herstellt. „Die Nachfrage nach individualisierten Produkten wird zukünftig weiter zunehmen“, erklärt Jürgen Fleischer, Institutsleiter des wbk Instituts für Produktionstechnik am KIT und Initiator der 3D-Print Cloud BW. „Additive Fertigungsverfahren bieten großes Potenzial, um Einzelstücke und Kleinserien kosten- und rohstoffeffizient herzustellen.“ Die Vorteile zeigen sich auch in der Bauteilgestaltung: Additive Fertigungsverfahren revolutionieren Gestaltungsspielräume, Herstellbarkeit und Leistungsdichte individueller Bauteile. Die „3D-Print-Cloud BW“ soll die technologische und wirtschaftliche Erschließung dieses Zukunftspotenzials unternehmensübergreifend unterstützen. Das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst unterstützt das Projekt mit 379.000 Euro.
Mehr Information:
baden-wuerttemberg.de/de/service/presse/pressemitteilung/pid/3d-drucken-aus-der-cloud
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Medizintechnik: „Leider hilft bei manchen komplexen Krankheitsbildern nur das Prinzip ‚Versuch und Irrtum‘ (trial and error): Ob eine Therapie bei dem Patienten wirkt, der vor einem steht, weiß man manchmal erst, wenn man sie ausprobiert hat“, beobachtet Olaf Dössel, Direktor des Instituts für Biomedizinische Technik am KIT. „Unsere Computermodelle können helfen schon im Vorfeld den Behandlungserfolg vorherzusagen (first time right).“ Mit seinem Team hat er ein Computermodell des Herzens entwickelt, das die mechanischen und bioelektrischen Vorgänge im gesunden und erkrankten Organ realistisch abbildet. „Ingenieure und Ärzte arbeiten zusammen daran personalisierte Herzmodelle des Patienten zu erstellen (virtual heart), an denen verschiedene Therapien im Vorfeld ohne Risiko getestet werden können.“ Mehr Information: ibt.kit.edu/forschung.php
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App-Entwicklung: Unser Leben ist digitalisiert. Informationen finden wir im Internet, Einkäufe machen wir online, Essen bestellen wir per Smartphone. Für kleine und mittelständische Unternehmen bedeutet die Digitalisierung ihrer Geschäftsprozesse jedoch eine große Herausforderung. Hier hilft Selfbits, ein Spinoff des KIT, weiter. Es stellt Infrastruktur und Plattformdienste bereit, die Routineprozesse wie Hosting, Datenbankintegration und Nutzerverwaltung abwickeln. Unternehmen und Individualentwickler können sich auf das Kerngeschäft konzentrieren und hochwertige und verlässliche Anwendungen in kürzester Zeit entwickeln. Mehr Information: kit-gruendernews.de/gruender-des-monats-juni-selfbits-gmbh/#more-2712
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KIT.audio | Der Forschungspodcast
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Vom elektronischen Bahnticket bis zum smarten Zuhause: Cyberphysikalische Systeme (CPS) – in denen mechanische und elektronische Teile über eine Daten-Infrastruktur wie das Internet kommunizieren – sind Teil unseres Alltags. Sie machen das Leben leichter. Zugleich bergen sie Risiken für die Privatsphäre ihrer Nutzer. Das Werkzeug, um den Schutz wesentlich zu verbessern, heißt Kryptographie. Am Beispiel der Anwendungsfelder Bonuskarte, E-Voting und Smart Home erkundet Podcaster Jan Rähm, wie Kryptographie unsere digitalen Spuren den Blicken Unbefugter entzieht. Zum Podcast: kit.edu/audio.
KIT.audio ist der Forschungspodcast des Karlsruher Instituts für Technologie. Monatlich erkundet es ein aktuell drängendes Forschungsthema. Die eingefangenen O-Töne, Geräuschkulissen und Sounds verweben sie in der Art eines Features zu intensiven Hörstücken von etwa 30 Minuten Dauer.
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Ringvorlesung Nachhaltige Entwicklung
Vortrag zu Klima und Klimafolgen von Hans Schippers, KIT
10. Juli 2017, 15.45 Uhr, Campus Süd des KIT
Themen: Klimawandel, regionale Perspektive
zak.kit.edu/veranstaltungskalender.php/event/33139
Aktionswoche Geodäsie Baden-Württemberg
14. bis 21. Juli 2017, Karlsruhe
Publikumsaktionen und Vorträge des KIT
gug.bgu.kit.edu/news_20170620.php
Podiumsdiskussion "Zukunftsorientierte Mobilität zwischen Stadt und Umland"
20. Juli 2017, Annweiler
Unter anderem mit Konrad Wolf, Wissenschaftsminister von Rheinland-Pfalz,
Karl-Friedrich Ziegahn und Peter Vortisch, beide KIT
kurhaus-trifels.de/index.php/home-de/verein/summerschool
Frédéric Joliot/Otto Hahn Summer School on Nuclear Reactors
23. August bis 1. September 2017, Karlsruhe
Themen: Nukleare Sicherheit, Strahlenforschung, Sicherheitsforschung
fjohss.eu
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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
Leiterin Gesamtkommunikation
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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