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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 05/2019)
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Sehr geehrte Journalistin, sehr geehrter Journalist,
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
Ihr Presseservice des KIT
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Energie: Perowskit-Material-„Kombo“ bereitet Weg zu hocheffizienten Solarzellen
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Die Photovoltaik nimmt in der Energieerzeugung in Deutschland eine zentrale Rolle ein. Dank neuer Materialien wie den metallorganischen Perowskiten werden die Kosten weiter sinken. In Kombination mit konventionellen Solarzellen versprechen die sogenannten Perowskit-Tandemsolarzellen Wirkungsgrade oberhalb von 35 Prozent. Einen erfolgsversprechenden Ansatz dahin veröffentlichten Wissenschaftler des KIT nun in der Zeitschrift Advanced Energy Materials.
Die größte Herausforderung der Tandemsolarzellen besteht darin, Perowskit mit passgenauem Absorptionsspektrum herzustellen, sodass einerseits genügend Licht in der Perowskit-Solarzelle absorbiert wird, andererseits noch genügend Licht in die darunterliegende Solarzelle vordringt. Das Team um Ulrich W. Paetzold am KIT hat in diesem Zusammenhang nun einen entscheidenden Durchbruch erzielt. Die Wissenschaftler entwickelten eine neuartige Kombination aus 2D- und 3D-Perowskit-Materialien. Die Perowskit-Solarzellen zeigen eine stark gesteigerte Photospannung und einen Rekord-Wirkungsgrad in diesem Spektralbereich. „Unsere Ergebnisse können einen Weg zur nächsten Generation von hocheffizienten Tandem-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad bis zu 35 Prozent bahnen“, so Paetzold. Wirkungsgrade der marktüblichen Silizium-Solarzellen liegen im Bereich von 24 bis 26 Prozent. (rli)
Mehr Information:
onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201803699
Bildunterschrift: Perowskit-Tandemsolarzellen bestehen aus einer neuartigen Materialkombination und können im Vergleich mit gängigen Silizium-Solarzellen einen deutlich höheren Wirkungsgrad erreichen (Foto: Abzieher/Gharibzadeh, KIT).
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Beschleuniger: KI pusht autonomen Betrieb
Teilchenbeschleuniger sind unerlässlich – nicht nur für die physikalische Grundlagenforschung. Auch aus Medizin, industrieller Produktion und Materialforschung sind sie nicht wegzudenken. Am KIT arbeiten Forscherinnen und Forscher verschiedener Fachrichtungen daran, Beschleuniger mittels Künstlicher Intelligenz (KI) leistungsfähiger, energieeffizienter und betriebsrentabler zu machen. Ihre Vision: der komplett autonome Beschleuniger, der übermenschlich schnell, präzise und zuverlässig arbeitet. Auf dem Weg dorthin hat der Einsatz von Methoden des Maschinellen Lernens nun zu Fortschritten geführt, die das Team des KIT auf einer Fachkonferenz präsentierte.
Am Karlsruhe Research Accelerator KARA, einer hochflexiblen Testeinrichtung, installierten die Wissenschaftler ein am KIT entwickeltes ultraschnelles Sensor- und Diagnostiksystem, das weltweit einzigartig ist. Sodann erprobten sie KI-Algorithmen in unterschiedlichen Settings und sammelten dabei in jeder Sekunde viele Gigabytes an Daten. Die Ergebnisse wurden Ende Mai auf der „10th International Particle Accelerator Conference“ in Melbourne vorgestellt. „Ähnlich wie beim autonomen Fahren“, erläutert Anke-Susanne Müller, Leiterin des Instituts für Beschleunigerphysik und Technologie des KIT, „macht KI es möglich, die sehr großen Sensordaten-Mengen in Echtzeit zu analysieren, Korrelationen zwischen den Einzelkomponenten aufzudecken und in Zukunft Beschleuniger autonom und energieeffizient zu fahren.“ (jha)
Mehr Information:
ibpt.kit.edu/1654.php
youtube.com/watch?v=IES3ynC2FV8
youtube.com/watch?v=BztxS8pbxcM
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Klimaforschung: Große Messkampagne im bayrischen Alpenvorland
Starkregen, Hochwasser, Hitzewellen und Dürren – solche Wetterextreme werden zukünftig als Folge des Klimawandels wahrscheinlich auch in Deutschland häufiger auftreten. Was aber sind die Folgen für Boden, Vegetation und Luftqualität sowie für die Wasserqualität in Gewässern? Um diese Fragen zu beantworten, benötigen Forschende zuverlässige Messdaten. Zurzeit koordiniert das KIT deshalb zwischen den Ammergauer Alpen und dem Ammersee eine große Messkampagne, bei der Forscherinnen und Forscher aus mehreren Projekten zur Erdbeobachtung zusammenarbeiten.
„Wir werden bei den Messungen Instrumente einsetzen, die erstmalig verwendet werden“, sagt Matthias Zeeman vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), dem Campus Alpin des KIT. „Dazu gehören Messungen der Bodenfeuchte mittels kosmischer Strahlung und Gravimetrie oder Messungen des atmosphärischen Wasserdampfs und der Temperatur mittels Laser.“ Die Forscher erhoffen sich neue Erkenntnisse, die dabei helfen sollen, rechtzeitig vor Wetterextremen zu warnen und sinnvolle Klimaschutzmaßnahmen umzusetzen. Die Kampagne setzt sich aus den Helmholtz-Initiativen MOSES, ScaleX und der DFG-Forschungsgruppe COSMIC SENSE zusammen. Neben dem KIT beteiligen sich die Universitäten Augsburg, Potsdam und Hohenheim, die Technische Universität Berlin sowie das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), das Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) und das Forschungszentrum Jülich. (mhe)
Mehr Information:
blogs.helmholtz.de/moses/de/2019/05/17/scalex-kampagne-2019-mit-frostigen-temperaturen-startet-die-zweite-moses-testkampagne-hitzewellen-und-duerren
imk-ifu.kit.edu
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Klimaforschung: Mit KI das Klima verstehen
Das Klima ist komplex, zahlreiche Faktoren stehen miteinander in Wechselwirkung. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am KIT gehen dem nun im Helmholtz Analytics Framework nach. Dabei nutzen sie auch Methoden Künstlicher Intelligenz (KI).
Ursachen und Wirkungen im Klimasystem zu analysieren und zu verstehen, ist das Ziel einer gemeinsamen Modellentwicklung am KIT vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) und dem Steinbuch Centre for Computing (SCC) . Hierzu untersuchen die Forschenden das Verhalten und die Genauigkeit des etablierten Klimamodells ICON-ART, indem Sie verschiedene Parameter ändern. Jennifer Schröter, die das Projekt am IMK betreut, erklärt: „So können wir den Einfluss einzelner Variablen auf das Klima verstehen, etwa, wie sich die Bodentemperatur der Antarktis ändert, wenn sich das Ozonloch schließt.“ Berücksichtigt werden beispielsweise auch Luftdruck, -dichte, -feuchte oder Windgeschwindigkeit. Die Simulationen werden auf Basis von gemessenen Mittelwerten eines zurückliegenden Referenzzeitraums durchgeführt. Die daraus resultierenden Daten erreichen dabei eine Gesamtgröße von etwa 20 Terabyte. Bei der anschließenden Datenanalyse unterstützen KI-Methoden, die den Einfluss einzelner Variablen erkennen und nach Wichtigkeit sortieren. „Es entsteht ein genaues Bild davon, welche Faktoren in der Atmosphäre eine wichtige Rolle spielen“, so Schröter. Neben einer faktisch fundierten Diskussion um Klimapolitik unterstützen die Resultate auch die Verbesserung des bestehenden Modells und machen so genauere Projektionen möglich. (tsc)
Mehr Information:
helmholtz-analytics.de
imk-asf.kit.edu/2121.php
imk-asf.kit.edu/IAS.php
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Verschlüsselte Cloud: Sichere Daten für die Ferndiagnose
Dank Industrie 4.0 können Unternehmen laufend Produktionsdaten sammeln. Per Künstlicher Intelligenz lassen sich diese einfach verarbeiten, um Prozesse zu verbessern oder den aktuellen Zustand der Anlagen zu überwachen. Damit Betreiber immer und überall den Status ihrer technischen Systeme in Echtzeit überblicken können, entwickelt das KIT im Projekt Secure Remote Monitoring (SeReMo) Verfahren, mit denen Unternehmen ihre Sensordaten in der Cloud sicher nutzen und verarbeiten können.
„Wir betrachten vor allem homomorphe Verschlüsselungsverfahren, die eine anonymisierte Verarbeitung und Überwachung der Daten erlauben“, erklärt Projektleiter Benjamin Noack vom KIT. Das Besondere: Homomorphe Algorithmen analysieren die Informationen, die das Produktionssystem an die Cloud schickt, ohne die ursprüngliche Verschlüsselung aufzuheben. So können Dritte die verschickten Inhalte nicht einsehen. „Das System informiert den Betreiber per Push-Benachrichtigungen auf einem mobilen Endgerät, wenn sich Störungen oder kritische Zustände in den Daten zeigen“, so Jörn Müller-Quade, Professor für IT-Sicherheit und Leiter der Arbeitsgruppe Kryptographie und Sicherheit am KIT. „Unternehmen können so die Vorgänge in zahlreichen Produktionsorten überall und rund um die Uhr einsehen und bei Bedarf die Wartung oder Fehlerbehebung einleiten“, ergänzt Uwe Hanebeck, Professor für Intelligente Sensor-Aktor-Systeme ISAS am KIT. Partner des KIT ist das Münchener Softwareunternehmen SEKAS, das die wissenschaftlichen Ergebnisse in die praktische Anwendung überführt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert SeReMo über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand mit 185 000 Euro. (swe)
Mehr Information:
isas.iar.kit.edu/de/Projects_469.php
sekas.de/news-meldung/sekas-startet-forschungsprojekt-seremo/News/detail.html
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Farbstoffe: Metallorganische Gerüste richten Moleküle richtig aus
Von der Leuchtdiode bis zur Solarzelle – organische Halbleiter eignen sich für viele optische Anwendungen. Deren Effizienz hängt auch von der elektronischen Kopplung der Chromophore ab, des Teils der Moleküle, der das Licht absorbiert. In der Zeitschrift Nature Communications berichtet nun ein Team des KIT und der Universität Nantes, wie sich die Kopplung der Chromophoren mittels Simulationen maßschneidern lassen.
„Um die Leuchtkraft und die Haltbarkeit organischer Leuchtdioden zu verbessern oder den Wirkungsgrad organischer Solarzellen zu erhöhen, müssen die Chromophore um einen bestimmten Winkel gegeneinander verkippt sein“, erklärt Christof Wöll, Leiter des Instituts für Funktionelle Grenzflächen des KIT. Seinem Instituts-übergreifendem Team ist es nun gelungen, mithilfe metallorganischer Gerüste (MOFs – metal-organic frameworks) die Verkippungswinkel der Farbstoffmoleküle im Festkörper zueinander festzulegen und den Energietransport zu steuern. Dazu durchforstete das Team eine virtuelle MOF-Bibliothek mit unterschiedlichen Molekülstrukturen und testet diese mithilfe von Computersimulationen. Nachdem das passende Molekül synthetisiert wurde, bestätigte sich auch im Experiment die Vorhersage – die gefundene Variante hatte die richtigen Kippwinkel, die entsprechenden MOF-Schichten zeigten die erwartete starke hellgrüne Fluoreszenz. Damit haben die Forscherinnen und Forscher demonstriert, dass chromophorbasierte MOFs und deren durch Simulation kontrollierte Ausrichtung ein großes Potenzial für optische Technologien besitzen. (or)
Mehr Information:
nature.com/articles/s41467-019-10011-8
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Hitzewellen: Sehr heiße Sommer mit vielen ungewöhnlich warmen Tagen wie im „Jahrhundertsommer“ 2003 wird es statistisch gesehen häufiger geben, sagt der Meteorologe Andreas Fink. Er forscht am Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) des KIT daran, die Vorhersagbarkeit von Hitzewellen zu verbessern und geht der Frage nach, welche Rolle der Klimawandel dabei spielt. Angesichts gesundheitlicher Gefahren und wirtschaftlicher Auswirkungen wie Waldbränden oder Trockenschäden in der Landwirtschaft könnten dadurch Leben gerettet und Kosten gespart werden. (tsc) Mehr Information: sek.kit.edu/kit_experten_fink.php
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Mückenstiche heilen: Spätestens wenn die Mückensaison im Frühsommer startet und die juckenden Stiche lästig werden, wünscht man sich eine praktische und effiziente Abhilfe. Genau die will der heat_it schaffen, ein USB-Stecker, der konzentrierte Wärme abgibt. Mittels therapeutischer Hyperthermie – dem Einsatz konzentrierter Wärme – sorgt er binnen Sekunden für Linderung. Seine kompakte Form macht ihn zum idealen Wegbegleiter, die Kopplung an das Smartphone ermöglicht die einfache Bedienung per App, die sogar eine Behandlung nach Ursache (Mücke, Wespe, etc.) ermöglicht. Eine Crowdfundingkampagne soll im Sommer den Schritt zur Markteinführung ermöglichen. (tsc) Mehr Information: heatit.net oder clickit-magazin.de/just-heat_it-mueckenstiche-per-smartphone-heilen
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KIT.audio | Der Forschungspodcast
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Das technologische Herzstück des neuen Solarofens SOMMER am KIT nimmt kaum mehr Platz ein als eine Tafel Schokolade: [SK(1] Im Receiver nimmt das Flüssigmetall Blei-Wismut die konzentrierte Sonnenhitze auf und erhitzt sich auf bis zu 600 Grad Celsius. Das heiße Metall lässt sich gut als Energiespeicher zwischenlagern, seine hohe Temperatur erhöht den Wirkungsgrad der Stromerzeugung, etwa per Dampfturbine. Dank dieser Eigenschaften gelten Flüssigmetall-Sonnenkraftwerke als Hoffnungsträger für die Energiewende. Zu solchen Anwendungen von Flüssigmetallen forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT. Die aktuelle Ausgabe des Forschungspodcasts KIT.audio nimmt den Hörer unter sek.kit.edu/kitaudio.php mit auf einen Rundgang am Solarofen SOMMER des KIT. (kes)
KIT.audio ist der Forschungspodcast des Karlsruher Instituts für Technologie. Er erkundet ein aktuelles Forschungsthema. Die eingefangenen O-Töne, Geräuschkulissen und Sounds verweben in der Art eines Features zu intensiven Hörstücken.
Mehr vom Podcast KIT.audio auf kit.edu/audio oder bei iTunes .
Besuchen Sie uns auch auf dem Portal Soundcloud. Dort finden Sie im „Campus Report“ Impressionen und Eindrücke aus den Laboren und Hörsälen des Karlsruher Instituts für Technologie. Die populärwissenschaftlichen Beiträge im Radioformat erscheinen wöchentlich online unter soundcloud.com/karlsruherinstitutfuertechnologie.
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Dienstag, 4. Juni 2019, Karlsruhe
„KIT im Rathaus“
Einmal im Semester stellt jeweils eines der KIT-Zentren seine Forschung der Öffentlichkeit vor. Im Anschluss an die Präsentation gibt es die Möglichkeit, mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ins Gespräch zu kommen. In der kommenden Ausgabe präsentiert sich das KIT-Zentrum Materialien, das Forschungsgruppen aus Natur-, Ingenieur- und Lebenswissenschaften integriert, um die Entwicklung neuer Materialien voranzutreiben und neue, anspruchsvolle Anwendungen zu ermöglichen.
zak.kit.edu/kit_im_rathaus.php
Mittwoch, 5. Juni, und Donnerstag, 6. Juni 2019, Berlin
Kongress „Plan W“
Die Frage, wie Frauen und Männer zusammen Wirtschaft kreativer, innovativer und erfolgreicher machen können, stellt sich der Wirtschaftskongress der Süddeutschen Zeitung. Unter den renommierten Gästen ist Nora Szech, die am KIT die Professur für Politische Ökonomie innehat.
sv-veranstaltungen.de/de/event/plan-w
Donnerstag, 6. Juni 2019, Karlsruhe
Pressegespräch „KI in lebensfeindlichen Umgebungen“
Die Chancen, Risiken und Herausforderungen Künstlicher Intelligenz in lebensfeindlichen Umgebungen untersucht die Arbeitsgruppe „Lebensfeindliche Umgebungen“ der vom BMBF initiierten Plattform Lernende Systeme. Die von Jürgen Beyerer, Experte für Interaktive Echtzeitsysteme am KIT, und dem Leiter des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen, Frank Kirchner, geleitete Gruppe stellt nun ihren Abschlussbericht bei einem Pressegespräch vor. Der Präsident des KIT, Holger Hanselka, der dem Lenkungskreis der Plattform angehört, stellt diese sowie die Rolle des KIT in der Forschung zu Künstlicher Intelligenz vor.
Ort: Campus Süd des KIT, Gebäude 50.33. .
plattform-lernende-systeme.de/ag-7.html
Donnerstag, 6. Juni 2019, Karlsruhe
Fachtagung „Theater an Grundschulen“
Das KIT veranstaltet in Kooperation mit dem Staatlichen Schulamt Karlsruhe, dem Landesverband Theater in Schulen Baden-Württemberg, der Landesakademie für Schulkunst, Schul- und Amateurtheater Baden-Württemberg und der Theaterpädagogik des Badischen Staatstheaters eine Tagung zum szenischen Gestalten mit Grundschülerinnen und Schülern. Im Blickpunkt stehen die nachhaltige Sprachförderung und allgemeine Potenzialentfaltung durch theaterpädagogische Projekte.
geistsoz.kit.edu/theater
Samstag, 29. Juni 2019, Karlsruhe
Effektvoll am KIT: Tag der offenen Tür 2019
Auf dem Campus Ost, dem Mobilitätscampus des KIT, bieten wissenschaftliche Institute, KIT-Zentren, Dienstleistungseinheiten und Hochschulgruppen Wissenschaft zum Anfassen für Groß und Klein. Kinder und Jugendliche ab sechs Jahren können sich bei der Wissensrallye über den gesamten Campus kniffligen Fragen und Herausforderungen stellen. Daneben erwartet die Besucherinnen und Besucher ein abwechslungsreiches Unterhaltungsprogramm, zu dessen Highlights die Auftritte von Bernhard Hoëcker und den Science Busters zählen. Der Tag der offenen Tür markiert auch den Auftakt des Karlsruher Wissenschaftsfestivals EFFEKTE.
Ort: Campus Ost des KIT, Rintheimer Querallee 2; Zeit: 10-19 Uhr.
www.kit.edu/kit/effekte2019.php
Mittwoch, 3. Juli, bis Freitag, 5. Juli 2019, Karlsruhe
„KI Science Film Festival“
Anlässlich des Wissenschaftsjahrs 2019 „Künstliche Intelligenz“ veranstaltet das ZAK | Zentrum für Angewandte Kulturwissenschaft und Studium Generale am KIT ein Film Festival. Die zwölf dokumentarischen, essayistischen oder fiktionalen Finalisten-Filme werden am Mittwoch, 3. Juli, im ZKM und am Donnerstag, 4. Juli, in der Schauburg aufgeführt. Die Siegerfilme werden am Freitag, 5. Juli, auf der Abschlussveranstaltung des Wissenschaftsfestivals EFFEKTE gezeigt und gekürt.
zak.kit.edu/KI-SFF.php
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Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen.
Seine etwa 25 100 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen.
Kontakt:
Monika Landgraf
Leiterin Gesamtkommunikation
Pressesprecherin
Margarete Lehné
Stellvertretende Pressesprecherin
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-21157
E-Mail: margarete.lehne@kit.edu
Datenschutz
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