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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 8/2020)
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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 Ansprechpersonen. Über einen Beleg Ihrer Berichterstattung freuen wir uns.
Freundliche Grüße
Ihr Presseservice des KIT
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Corona: Mögliches Gesundheitsrisiko durch SARS-CoV-2-Erreger im Abwasser
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Die Corona-Pandemie beeinträchtigt weiterhin unseren Alltag, vielerorts steigen die Infektionszahlen wieder. Das Virus verbreitet sich nicht nur über den direkten Kontakt mit infizierten Personen, sondern auch über die Luft. Obwohl der Erreger SARS-CoV-2 bereits im Abwasser nachgewiesen wurde, sind die Verbreitungs- und Übertragungsrisiken über diesen Weg noch unklar. Ein internationales Team, darunter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT, hat nun das Potenzial dieser Risiken dargestellt - und empfiehlt eine gezielte Überwachung und Kontrolle. Die Ergebnisse sind in Nature Sustainability veröffentlicht.
„Übereinstimmende Erkenntnisse aus der aktuellen Pandemie, früheren Ausbrüchen durch andere SARS-CoV-Erreger und kontrollierten Experimenten deuten darauf hin, dass die Viren mehrere Tage lang im Abwasser verbleiben und so zum potenziellen Gesundheitsrisiko werden können“, sagt Harald Horn vom Engler-Bunte-Institut, Teilstinstitut Wasserchemie und Wassertechnologie, des KIT. „Das Risiko verstärkt sich in Regionen mit hoher Bevölkerungsdichte und schlechter Sanitär- und Wasserinfrastruktur.“ Die konventionelle Abwasserbehandlung entferne die SARS-CoV-Erreger nur teilweise, eine sichere Beseitigung hänge aber von der Wirksamkeit der abschließenden Desinfektion ab. „Das bedeutet, dass die Abwassereinleitung und -wiederverwendung ohne vorherige Desinfektion ein potenzieller Übertragungsweg für SARS-CoV-2 sein könnte“, so Horn. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler empfehlen als eine Komponente zur Eindämmung der Corona-Pandemie eine Risikobewertung und ein einheitliches Risikomanagement, das auch die Desinfektion von Abwässern beinhalten kann. (swi)
Weitere Informationen:
nature.com/articles/s41893-020-00605-2
Bildunterschrift: Mit Blick auf die Ausbreitung von SARS-CoV-2-Erregern empfiehlt das internationale Team auch ein gezieltes Abwassermonitoring. (Foto: Harald Horn, KIT)
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Elektromobilität: Potenziale für KMU aufdecken
Der Weg hin zur Elektromobilität kann auch kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) neue Geschäftsmodelle ermöglichen. Es gilt, neue Prozesse oder Produkte zu entwickeln und bisherige Spezialisierungen zu erweitern oder in andere Richtungen auszubauen. Im Projekt Fit4E unterstützen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT Unternehmen dabei, bereits vorhandene Fertigungskompetenzen aufzudecken, mit denen sich künftig Batteriemodule und Elektromotoren herstellen lassen. Die wichtigsten Erkenntnisse hat das Team nun in einem Leitfaden zusammengefasst.
„Ein Fokus unserer Forschung liegt darauf, Prozessalternativen vorzustellen und die Herausforderungen in den einzelnen Prozessschritten zu konkretisieren“, so Jürgen Fleischer, Leiter des wbk Instituts für Produktionstechnik am KIT. In Workshops lernen Teilnehmende zunächst, wie sich Batteriemodule und Elektromotoren industriell herstellen lassen. Ein eigens entwickeltes Matching-Tool gleicht ab, welche der derzeit knapp 30 hinterlegten Bauteile das jeweilige Unternehmen fertigen könnte. Diese werden dann im Workshop gezielt betrachtet. Fit4E ist ein Projekt im „Transformations-Hub Elektromobilität“, den das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg fördert und der Teil des Strategiedialogs Automobilwirtschaft ist. Projektpartner ist e-mobil BW. (mkl)
Weitere Informationen:
Fit4E: wbk.kit.edu/4017.php
Leitfaden: wbk.kit.edu/downloads/Fit4E_Leitfaden.pdf
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Photovoltaik: Höhere Wirkungsgrade für Perowskit-Silizium-Solarzellen
Um die Effizienz von Solarzellen zu steigern, arbeiten Forschung und Industrie daran, deren Wirkungsgrad zu erhöhen. Bei Silizium-Solarzellen beträgt er aktuell 29 Prozent. Im Projekt „27plus6“ wollen die Partner, darunter das KIT, Silizium- mit Perowskit-Solarzellen kombinieren und so Wirkungsgrade von bis zu 33 Prozent realisieren.
„Durch unsere umfangreichen Erfahrungen mit der Perowskit-Photovoltaik können wir hier neuartige Materialien und Bauelementarchitekturen einbringen, um hocheffiziente Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen herzustellen“, sagt Ulrich W. Paetzold vom Institut für Mikrostrukturtechnik und Lichttechnischen Institut des KIT. „Insbesondere werden wir die Entwicklung der Perowskit-Solarzelle mit angepasster Bandlücke und hoher Transparenz vorantreiben.“ Um eine industrielle Umsetzung zu beschleunigen, sollen nicht nur Leuchtturmwirkungsgrade unter Standardtestbedingungen erreicht, sondern auch ein signifikanter Mehrertrag in der Energieausbeute demonstriert werden. Im Projekt „27plus6“ werden 3-Terminal-Solarzellen, das sind Zellen mit drei Kontakten, entwickelt, die sich durch größere Robustheit gegenüber dem sich im Tagesverlauf ändernden Sonnenspektrum auszeichnen. „In Verbindung mit einem innovativen Verschaltungskonzept bieten solche Zellen einen höheren Energieertrag“, so Paetzold. Das Projekt wird vom Institut für Solarenergieforschung Hameln/Emmerthal koordiniert, das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert es mit 3,2 Millionen Euro. (swi)
Weitere Informationen:
imt.kit.edu/paetzold.php
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Katalyseforschung: Toxische Blausäure im Abgas von Gasmotoren entdeckt
Für das Ziel, Emissionen von Luftschadstoffen und Treibhausgasen zu reduzieren, stellt der Gasmotor eine vielversprechende Technologie dar: Sowohl mit konventionellem Erdgas als auch mit aus regenerativen Energien synthetisiertem Methan lässt er sich klimaschonend betreiben. Ein Forschungsteam des KIT stellte nun fest, dass sich an den Katalysatoren der Gasmotoren im Abgas toxische Blausäure in signifikanten Mengen bildet. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie publiziert.
„Gasmotoren stoßen im Vergleich zu herkömmlichen, mit flüssigem Kraftstoff betriebenen Verbrennungsmotoren leistungsbezogen weniger CO₂ aus, benötigen aber nach wie vor eine Nachbehandlung der im Motor gebildeten Stickoxide durch die etablierten Abgaskatalysatoren“, erklärt Maria Casapu vom Abgaszentrum Karlsruhe. „Dabei reagieren die Stickoxide mit Ammoniak zu Luftstickstoff und Wasser.“ Im Abgas befindet sich jedoch auch eine geringe Menge an Formaldehyd, ein Zwischenprodukt der Verbrennung, das mit dem vorhandenen Ammoniak toxische Blausäure bildet. Das Team um Olaf Deutschmann, Leiter des Abgaszentrums Karlsruhe, forscht nun intensiv an neuen Katalysatoren, um die Emission von Blausäure in die Umgebung zu verhindern und damit die klimaschonende Gasmotorentechnologie weiter voranzubringen. (sfo)
Weitere Informationen:
onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202003670
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Wasserstoff: Kompetenzatlas bietet Überblick
Wasserstofftechnologien sind für den Erfolg der Energiewende unverzichtbar. Mit ihren Infrastrukturen tragen die Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF) – darunter auch das KIT – dazu bei, solche Technologien zu entwickeln, zu testen und marktgängig zu machen. Die ganze Bandbreite der Wasserstoffforschung stellt die HGF nun auf einer aktuellen Themenseite im Internet vor.
„Wasserstoff spielt eine zentrale Rolle, um die Klimaziele zu erreichen“, sagt Holger Hanselka, Präsident des KIT und Vizepräsident der Helmholtz-Gemeinschaft für den Forschungsbereich Energie. „Wir erforschen, wie die einzelnen Technologien in das Energiesystem integriert und im großen Maßstab eingesetzt werden können.“ Das KIT arbeitet in mehreren Instituten zum Querschnittsthema Wasserstoff und deckt dabei ein weites Spektrum von Grundlagenforschung bis hin zur Anwendung ab. Schwerpunkte liegen dabei auf innovativen, effizienten und nachhaltigen Prozessen zum Herstellen und Nutzen von Wasserstoff auf industrierelevanten Skalen, auf Flexibilität bei Energiespeicherung und -transport, auf der effizienten Energiewandlung in Brennstoffzellen und Verbrennungsmotoren sowie auf der Bewertung gesellschaftlicher und insbesondere technischer Risiken, die mit dem Energieträger Wasserstoff und innovativen Lösungen verbunden sind. (jh)
Weitere Informationen:
helmholtz.de/aktuell/wasserstofftechnologien
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Energy Lab 2.0: Schwerpunktthema des Forschungsmagazins lookKIT
Bis zum Jahr 2050 soll Deutschland weitgehend klimaneutral sein. Die Energiewende trägt wesentlich dazu bei, dieses Ziel zu erreichen. Die Energieversorgung Deutschlands wird dabei von fossilen auf erneuerbare Energien umgestellt. Das bedeutet eine umfassende Transformation der Stromversorgung, aber auch des Gesamtsystems Energie einschließlich des Wärme-, Mobilitäts- und industriellen Sektors. Im Energy Lab 2.0 des KIT simulieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler realitätsnah das Zusammenspiel zentraler und dezentraler Energieversorgung. Ob Kraftstoff aus der Luft, Stromerzeugung mit Mikrogasturbinen oder Reallabore mit unterschiedlichen Heizungssystemen – der Verbund aus Anlagen verknüpft an verschiedenen Standorten elektrische, thermische und chemische Energieströme sowie neue Informations- und Kommunikationstechnologien. Nachzulesen in der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins lookKIT. (ase)
Weitere Informationen:
sek.kit.edu/kit_magazin.php
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Nachhaltige Baustoffe: Baustoffe zu untersuchen und zu entwickeln, die den nachhaltigen Umgang mit Ressourcen fördern und helfen, die weltweiten CO₂-Emissionen zu senken, ist ein wesentliches Forschungsziel des Bauingenieurs Frank Dehn vom KIT. Er leitet das Institut für Massivbau und Baustofftechnologie (IMB), Abteilung Baustoffe und Betonbau, sowie die Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Karlsruhe (MPA) am KIT. Unter anderem erforscht er Möglichkeiten, um Baureststoffe und bisher ungenutzte mineralische Materialien, wie z.B. Betonabbruch, so aufzubereiten und umzuwandeln, dass sie einer sinnvollen baupraktischen Nutzung zugeführt werden können. Weiteres Thema ist die Entwicklung von innovativen Bindemitteln und zementfreien Betonen. „Da der Herstellungsprozess von Zement ursächlich für einen großen Teil des von der Bauindustrie verursachten CO₂-Ausstoßes ist, gehören solche Grundlagenuntersuchungen zu den drängendsten Themen in der Baustoffforschung“, sagt Dehn. (che)
Weitere Informationen: sek.kit.edu/kit_experten_dehn.php
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Infrarot-Spektroskopie: Die Umwelt schonen, den Einsatz von Chemikalien bei der quantitativen Analyse von Phosphaten in Flüssigkeiten reduzieren und dabei gleichzeitig Zeit und Personal sparen – dies ermöglicht ein vom Startup ThissenAnalytics GmbH entwickelter chemikalienfreier Mess-Sensor. Wird dieser Sensor mit einer Analysesoftware kombiniert, kann der Gehalt der in der Flüssigkeit gelösten Verbindungen nach kurzer Messzeit nachgewiesen werden. Zudem entwickelt das Startup Methoden zur Analyse von bestimmten Bakterienstämmen in der Biologie. Infrarot-basierte Sensorik kann auch in der Landwirtschaft zur Analyse des Nährstoffgehalts in Wasser eingesetzt werden. (che)
Weitere Informationen: thissen-analytics.de
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Aktuelle Presseinformationen
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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 24 400 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. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.
Kontakt:
Monika Landgraf
Leiterin Gesamtkommunikation
Pressesprecherin
Margarete Lehné
Stellvertretende Pressesprecherin
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-41157
E-Mail: margarete.lehne@kit.edu
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