Der Beitrag Deutsche Forscher machen Akkus dicker – und holen 15 Prozent mehr raus erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Ein deutsches Forscherteam hat ein neues Zellkonzept für Akkus ohne PFAS präsentiert. Durch vierfach dickere Elektroden stieg die Kapazität um bis zu 15 Prozent, während man komplett auf giftige Ewigkeits-Chemikalien verzichten konnte. Das spart Produktionskosten, verringert den Energiebedarf im laufenden Betrieb und eröffnet neue Chancen für den Mittelstand. Doch kann sich dieTechnologie auch in der Praxis durchsetzen?

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat zusammen mit Partnern ein neues Zellkonzept für Energiespeicher entwickelt. Dahinter steckt die Idee, die eigentliche Speicherschicht zu vervierfachen, anstatt mehrere dünne Schichten aufeinanderzustapeln. Das soll überflüssiges Gewicht einsparen und zusätzlichen Platz für weiteres Speichermaterial im Gehäuse freigeben.

In bisherigen Ansätzen bremsten sogenannte Stromableiter das mögliche Potenzial der Akkus. Diese verbauen Hersteller normalerweise im Wechsel mit der Elektrodenbeschichtung. Durch das neue System steigt die Dicke der Elektrodenbeschichtung von bisher 100 bis 200 Mikrometern auf bis zu 800 Mikrometer. Ein Großteil der Stromableiter fällt dadurch weg. Im Endergebnis soll die Kapazität um etwa zehn bis 15 Prozent bei gleichbleibendem Gesamtgewicht steigen.

Akku ohne PFAS lässt sich auf verschiedene Technologien anwenden

Der Ansatz punktet nicht nur beim Gewicht, sondern auch bei der Chemie. Bei der Herstellung verzichtete das Team komplett auf PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen). Diese sind auch als Ewigkeits-Chemikalien bekannt. Die Forscher kamen zudem ohne giftige Lösungsmittel aus. Das Konzept funktioniert bei der klassischen Lithium-Ionen-Technologie ebenso wie bei Zink-Ionen- oder Natrium-Ionen-Akkus. Beim Projekt VORAN läuft die Forschung an Natrium-Speichern noch bis Juni 2027.

Die neue Vorgehensweise birgt einige Kostenersparnisse. Da die aufwendige Nassbeschichtung entfällt, können die Fertigungsmaschinen einfacher aufgebaut werden. Das reduziert nicht nur die Investitionskosten beim Anlagenbau, sondern auch den Energiebedarf im laufenden Betrieb.

Dadurch könnte eine Chance für den Mittelstand entstehen. Die niedrigeren Hürden sollen den Aufbau einer eigenen Zellfertigung in Deutschland finanziell machbar gestalten. Für Industriepartner wie Hechinger, bei denen die E-Mobilität bereits über 30 Prozent des Umsatzes ausmacht, eröffnet dies neue Perspektiven.

Puffer für die Energiewende mit offenem Praxistest

Für die Zukunft könnte das bedeuten, dass sich die Akkus als stationäre Großspeicher eignen könnten, um Stromschwankungen von Wind- und Solaranlagen in den Morgen- und Abendstunden abzufangen. Gefördert wird das Vorhaben vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie dem Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg.

Doch noch ist der Erfolg nicht garantiert. Ob sich die Fertigung im großen Maßstab wirtschaftlich rechnet und dauerhaft verlässlich bleibt, müssen erst die nächsten Skalierungsschritte zeigen. Zudem liegt es an der Bundesrepublik, schnell eigene Produktionskapazitäten aufzubauen. Denn ansonsten droht eine weitere Abhängigkeit von ausländischen Anbietern.

Auch interessant:

• Cloud Edge: Wolken-Effekt pusht Solaranlagen über Nennleistung
• PV-Anlage: Amortisation in 10 Jahren? Eine ehrliche Rechnung
• Mini-Windrad für zuhause: Warum die Erträge oft enttäuschen
• Balkonkraftwerk ab 200 Euro: So schnell rechnet sich die Investition

Der Beitrag Deutsche Forscher machen Akkus dicker – und holen 15 Prozent mehr raus erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Rohstoff-Scanner: Dieses Tool zeigt, was in unseren Häusern steckt erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Wie viel Beton steckt im Wohnblock und wie viel Holz im Nachbarhaus? Ein Forscherteam der TU Graz macht verbaute Rohstoffe per Klick sichtbar. Der neue Urban Mining Screener analysiert freie 3D-Geodaten, verwandelt graue Gebäude in transparente Daten und soll den Weg für eine nachhaltige Bauwende ebnen. 

Ein Blick auf eine Straßenkarte reicht meistens nicht aus, um den ökologischen Einfluss eines Straßenzugs zu verstehen. Doch genau hier setzt ein neues System der Technischen Universität Graz und des Projektpartners Revitalyze an. Über die einfache Eingabe einer Adresse ermittelt ein entwickelter Algorithmus auf Basis freier 3D-Geodaten aus OpenStreetMap, auf welchen Baustoffen ein Gebäude basiert.

Das Tool nutzt Grundflächen, Umfang und Gebäudehöhen als Basis und verwandelt so leblosen grauen Beton in eine wichtige Informationsquelle. Hinter dem Projekt steckt eine Datenbank mit 154 Gebäude-Archetypen. Diese beinhaltet Informationen über Baujahr, typische Baumaterialien und Energieklassen.

Zusätzlich soll das System auf Informationen zu nachträglichen Umbaumaßnahmen zugreifen können. Ergebnis ist so etwas wie ein digitaler Röntgenblick, der verbaute Ressourcen sichtbar macht. Laut dem Projektteam soll dieser die Erhebung von Daten beschleunigen und zeitaufwendige Begehungen vor Ort überflüssig machen.

Urban Mining Screener liefert präzise Rohstoffströme für die Bauwende

Erste Ergebnisse zeigen die hohe Genauigkeit der Software bei mineralischen Baustoffen wie Beton oder Ziegeln. Das könnte dahingehend ein wichtiger Schritt sein, da es bei Umbau- und Abrissarbeiten planbarer wird, welche Materialmengen anfallen werden. Der neue Ansatz soll also verlässliche Prognosen liefern. Projektleiter Matthias Lang-Raudaschl betont den praktischen Nutzen der Technologie:

Das Wissen um vorhandene Ressourcen, die in Gebäuden verbaut sind, ist sehr wertvoll. Mit der Information über zukünftig verfügbare Materialien in einer Region können etwa Rückbauunternehmen ihre Aufwände und die Logistik besser kalkulieren, Baustoffhersteller die Produktion von Recyclingbeton besser planen und Bauträger Teile wie Holzträger oder Fenster wiederverwenden.

Der Hebel liege vor allem in der direkten Wiederverwendung. Wenn durch Arbeiten alte Balken oder Fenster überflüssig werden, können diese gezielt in anderen Projekten zum Einsatz kommen. Das könnte nicht nur Kosten sparen, sondern soll auch Emissionen im großen Stil senken. Baustoffhersteller würden zusätzlich profitieren, da sie die Herstellung von Rohstoffen kostengünstig an den lokalen Bedarf anpassen könnten.

Wo der digitale Röntgenblick noch an seine Grenzen stößt

Perfekt ist das System noch nicht. Denn gerade bei komplexen Bauteilen gerät der Algorithmus noch ins Straucheln. Kunststoffe oder komplexe Metallkonstruktionen wie Handläufe sind in den Archetypen bisher noch gar nicht abgebildet. Die Genauigkeit reicht somit für einen lückenlosen Bericht nicht aus. Weitere Feinanpassungen sollen das künftig ändern.

Auf Stadt- und Regionalebene soll die Anwendung ihre Stärken aber bereits jetzt schon zeigen. Vorerst ist das System für Österreich konzipiert und für jeden Interessierten frei zugänglich. Die Programmdateien liegen dazu öffentlich auf der Plattform GitHub bereit.

Auch interessant:

• Klimaschutz egal: Bund streicht Umweltauflagen für Rechenzentren
• 250 Milliarden Euro Klimaschäden durch Solarstrom abgewendet
• Fraunhofer-Studie: Kostenloses E-Auto-Parken spart Tonnen CO2
• Klimawandel: Diese 10 deutschen Regionen sind besonders bedroht

Der Beitrag Rohstoff-Scanner: Dieses Tool zeigt, was in unseren Häusern steckt erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag 80.000 Jahre bis Alpha Centauri: Diese Sonde nimmt Botschaften der Menschheit mit erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Eine US-amerikanische Organisation will eine Raumsonde zu unserem nächstgelegenen Sternensystem Alpha Centauri schicken. Die Reise soll rund 80.000 Jahre dauern. Doch das Budget ist mit weniger als 15 Millionen US-Dollar überraschend klein. Statt auf unbezahlbare Wunder-Antriebe zu warten, setzt das Projekt auf bewährte Technik und KI. 

Die US-amerikanische Non-Profit-Organisation „The Fermi Explorer Mission“ plant den ersten interstellaren Flug der Menschheit. Noch vor 2030 soll eine kleine Sonde in Richtung Alpha Centauri starten. Das Ziel liegt vier Lichtjahre entfernt. Heißt konkret: Das Raumfahrzeug würde rund 80.000 Jahre brauchen, um die Strecke zu 99 Prozent zurückzulegen. Hinter dem Vorhaben steckt keinesfalls ein unbezahlbares Megaprojekt. Das zeigt das vergleichsweise geringe Budget von unter 15 Millionen US-Dollar.

Zum Vergleich: Kommerzielle Satelliten sind häufig um ein Vielfaches teurer. Laut den Angaben deckt das Budget die Entwicklung, den Bau, den Raketenstart und den kompletten Betrieb ab. Die Nutzlast fällt eher klein aus. Die Sonde soll gerade einmal ein Kilogramm mit einer Länge, Breite und Höhe von jeweils zehn Zentimetern mitführen können.

Low-Budget-Technik statt Science-Fiction soll Sonde nach Alpha Centauri bringen

Doch wie kann das technisch funktionieren? Das Forscherteam verzichtet bewusst auf ungetestete und visionäre Antriebe. Stattdessen nutzt das Raumfahrzeug quasi einen langlebigen E-Motor für das Weltall. Solche Systeme beschleunigen geladene Teilchen durch elektrische Felder und erzeugen so einen schwachen, aber dauerhaften Vortrieb.

Für die optimale Flugroute soll eine Künstliche Intelligenz verantwortlich sein. Das Partner-Labor Physical Super Intelligence (PSI) hat dazu ein spezielles Schwung-Manöver berechnet: die sogenannte „Perihelion Pump“. Den Angaben zufolge holt die Sonde dafür am sonnennächsten Punkt ihrer Umlaufbahn Schwung, um maximale Geschwindigkeit aufzunehmen. Philip Johnston, Mitgründer und Präsident der Organisation, dazu:

Keiner von uns wird noch hier sein, wenn diese Reise endet, und genau das ist der Punkt. Es geht darum, den ersten erreichbaren Schritt zu machen und zukünftige Generationen dazu zu inspirieren, die Grenzen, die wir geerbt haben, weiter zu verschieben.

Aber das System soll nicht nur die Wissenschaft ins All bringen, sondern dient als fliegende Zeitkapsel. Neben Instrumenten reisen eine Kopie der berühmten „Golden Record“-Datenplatte und Botschaften von Kindern mit. Das Zeitfenster für Einreichungen wissenschaftlicher und künstlerischer Inhalte beträgt drei Monate.

Open Source für Schulen und das Risiko des Überholtwerdens

Das Projekt setzt durchgehend auf quelloffene Daten. Sprich: Sämtliche Forschungsdaten, Simulationswerkzeuge und Flugbahnen sollen der Öffentlichkeit frei zur Verfügung stehen. Schüler und Studenten weltweit können dadurch etwa die Flugbahnen im Unterricht live analysieren und mitrechnen. Das soll der Bildungslandschaft ganz neue Möglichkeiten eröffnen.

Doch das Vorhaben birgt auch einige Risiken. Eine Reisezeit von 80.000 Jahren übersteigt die bisherige Zivilisationsgeschichte bei Weitem. Zudem droht ein bekanntes Paradoxon. Denn spätere, technisch weit überlegene Raumschiffe könnten die Sonde auf ihrem Weg nach Alpha Centauri wie ein Expresszug überholen.

Auch interessant:

• Schnell wie ein Toilettengang: Wie funktioniert Megawattladen?
• Batterie-Vergleich: Lithium, Natrium, Festkörper und Redox Flow
• Künstliche Neugier: Neues KI-Modell trainiert sich selbst
• Ohne Kobalt und Nickel: Forscher entwickeln günstige Lithium-Batterie

Der Beitrag 80.000 Jahre bis Alpha Centauri: Diese Sonde nimmt Botschaften der Menschheit mit erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Dieser neue Akku-Trick soll E-Autos schneller laden erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Wer seine Elektroauto-Batterie schnell laden will, riskiert bisher Defekte aufgrund von Ablagerungen. Forscher haben nun aber ein neues Material vorgestellt, das Akkus schonen und langfristig stabil halten soll.

Die Elektromobilität könnte zeitnah weiterhin große Fortschritte machen. Denn ein Forscherteam der südkoreanischen Universität SEOULTECH hat unter der Leitung von Professor Dongwook Han einen neuen Ansatz entwickelt, um Batterien noch schneller aufzuladen. Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Advanced Functional Materials veröffentlicht.

Die Arbeit adressiert ein großes Problem aktueller Lithium-Ionen-Akkus. Denn werden diese schnell geladen, nutzt das die Batterie schneller ab und es kann zu gefährlichen Ablagerungen sowie zur Überhitzung kommen. Dem wollen die Forscher durch ein neues, stabileres Material für die Anode auf Basis von Lithium-Titan-Phosphat zuvorkommen.

Chemische Verbindungen lassen Batterie sicher und stabil schnellladen

Durch die gezielte Veränderung der chemischen Verbindungen (mehr Phosphor, weniger Titan) bilden sich laut den Angaben verschiedene Zonen. Diese würden wie eine Art Express-Eingangstor wirken, sodass die Lithium-Ionen beim Laden viel schneller mit weniger Widerstand durchdringen können. Durch diesen neuartigen Ansatz eröffnen sich laut Professor Dongwook Han viele Möglichkeiten:

Unser Ansatz stellt ein neues Paradigma für die Entwicklung schnellladbarer Batterien dar und ist auf eine breite Palette zukünftiger Energiespeichersysteme anwendbar, einschließlich Feststoffbatterien.

Innerhalb des entstandenen Gerüsts sorgen bestimmte Bindungen (P-O-P-Bindungen) von Natur aus für strukturelle Flexibilität. Diese wirkt wie ein Stoßdämpfer und verhindert, dass die Batterie beim schnellen Ausdehnen während der Ladung Schaden nimmt. Beim extremen Schnellladen (10C-Rate) behielt der Akku noch 86 Prozent der ursprünglichen Speicherkapazität.

Einsatz in Elektroautos und Energienetzen möglich

Laut den Forschern soll selbst nach 250 regulären Lade- und Entladevorgängen kein großer Defekt aufgetreten sein. Damit sei die Batterie ideal für den Einsatz in Elektrofahrzeugen oder aber auch für Stromnetze auf Basis erneuerbarer Energien geeignet. Außerdem soll sich der Ansatz auch auf künftige Batterien (wie etwa Feststoffbatterien) übertragen lassen.

Das Team entwickelt also einen Weg, um dem relativ hohen Verschleiß heutiger Systeme zu begegnen. Denn in der Breite eingesetzte Ansätze zeigen beim Schnellladen häufig eine chemische Instabilität. Im Resultat lagert sich Lithium ab und die Batterie kann leichter entflammen. Sollte die neue Technologie halten, was sie verspricht, könnte sie einen großen Mehrwert für fast jeden Batterie-Nutzer bringen.

Auch interessant:

• Eisen-Luft-Batterie soll 35.000 Haushalte tagelang versorgen
• Größte deutsche Batteriespeicher startet – für 250.000 Haushalte
• CO2-Batterie speichert Strom dreimal länger als Lithium-Akkus
• Lithium-Schwefel-Akkus spalten Energiewelt – wo steht Europa?

Der Beitrag Dieser neue Akku-Trick soll E-Autos schneller laden erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Neue Zink-Ionen-Batterie macht Störenfriede zu Energie-Boostern erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Eine neue Zink-Ionen-Batterie macht sich Protonen zunutze, die bisher als Störenfriede galten, um mehr Energie speichern zu können. Die Technologie könnte eine wertvolle Ergänzung für die Stromnetze der Zukunft sein.

Aufgrund der Anforderungen moderner Energiesysteme werden klassische Lithium-Ionen-Batteriespeicher kontinuierlich weiterentwickelt. Inzwischen gibt es viele Alternativen zu dem doch vergleichsweise seltenen und umweltschädlichen Lithium. Eine neue Idee stellte kürzlich Sarah S. Park mit ihrem Team am Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) vor.

Herausgekommen ist eine wasserbasierte Zink-Ionen-Batterie, die eine vergleichsweise hohe Speicherkapazität von 368,7 Milliamperestunden pro Gramm aufweisen soll. Diese ist mit bei Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Graphitanoden (372 Milliamperestunden pro Gramm) vergleichbar.

Neue Zink-Ionen-Batterie macht aus Störenfrieden eine Ressource

Die verfügbare Kapazität soll zu 70 Prozent aus der Speicherung von Zinkionen stammen. Die übrigen 30 Prozent ergeben sich aus der Speicherung von Protonen (H+). Das Material soll zudem die Nutzung von klassischen Schnelllademethoden zulassen. Nach 500 Lade- und Entladezyklen gab die Batterie den Angaben zufolge immer noch eine stabile Leistung ab. Sarah S. Park vom KAIST dazu:

Diese Studie zeigt, dass Protonen, die zuvor als ‚Störenfriede‘ galten, welche die Batterieleistung verschlechtern könnten, stattdessen genutzt werden können, um mehr Energie zu speichern. Wir erwarten, dass die Anwendung dieses Prinzips auf verschiedene Elektrodenmaterialien zur Entwicklung von Batterien führen wird, die schnell größere Mengen an Energie speichern können.

Die Forscher teilten zudem mit, dass die Zink-Ionen-Batterie fast nicht brennbar sei und eine hohe Sicherheit biete. Durch die Verwendung von günstigeren Rohstoffen würden die Kosten im Vergleich zur klassischen Lithium-Ionen-Batterie sinken.

Eine weitere Alternative zu Energiespeichersystemen der Zukunft

Durch die Technologie könnten künftig sichere und umweltfreundliche Energiespeichersystem entstehen, die etwa das Stromnetz in leistungsarmen Stunden entlasten. Außerdem sehen die Forscher das Potenzial, dass die Steuerung der Ionenspeicher-Sequenz sich möglicherweise auf andere Elektrodenmaterialien übertragen lässt.

Trotzdem ist der aktuelle Stand bisher nicht perfekt. So muss die Reaktion mit den Protonen präzise über die Spannung gesteuert werden, da ein zu frühes Reagieren zu Nebenprodukten führen kann. Denn: Diese können die Leistung der Batterie einschränken.

Auch interessant:

• Lithium-Schwefel-Akkus spalten Energiewelt – wo steht Europa?
• CATL stopft Natrium-Ionen-Batterien in Container-Speicher
• Elektroauto in der Sommerhitze: 5 Tipps, um deinen Akku zu schonen
• Pannenursache Nummer 1: E-Autos bald ohne 12-Volt-Batterie?

Der Beitrag Neue Zink-Ionen-Batterie macht Störenfriede zu Energie-Boostern erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Klimakiller Zement könnte plötzlich fast klimaneutral werden erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Der Einsatz von elektrischen Öfen und die CO2-Abscheidung könnten bald dafür sorgen, dass Zement klimaneutral wird. Damit ließen sich theoretisch bis zu fünf Prozent der globalen CO2-Emissionen reduzieren.

Durch den fortschreitenden Klimawandel wird es immer wichtiger, Emissionen vorsorglich einzusparen. Doch jeder Sektor trägt unterschiedlich stark zur Erderwärmung bei und birgt unterschiedliche Herausforderungen. Ein Beispiel ist die Zementindustrie. Diese verursacht etwa fünf bis acht Prozent der weltweit entstehenden CO2-Emissionen.

Ein Forscherteam der ETH Zürich untersuchte kürzlich die dahinterstehenden Daten des Partnerunternehmens Heirloom Carbon Technologies. Dabei fiel auf, dass bei der weltweiten Produktion von rund vier Milliarden Tonnen Zement pro Jahr ein enormes Reduktionspotenzial liegt. Und zwar um bis zu 78 Prozent bis in das Jahr 2050. Möglich machen sollen es verschiedene Ansätze.

Direct Air Capture und Elektroöfen sollen Zement klimaneutral machen

Dahinter steckt laut der Untersuchung etwa die Kopplung von Direct Air Capture (DAC) auf Kalzium-Looping-Basis mit der Zementproduktion. Denn Zementwerke und solche DAC-Anlagen nutzen die gleichen chemischen Kalziumbindungen (Kalkstein) und denselben Prozess der Kalzinierung.

Ein weiterer Baustein soll die Nutzung von strombetriebenen Kalzinieröfen anstatt der Verwendung fossiler Brennstoffe bei der Herstellung sein. Auf diesem Weg reduzieren sich die allgemeinen Verbrennungsemissionen und es entsteht rein abgeschiedenes CO2.

Der Prozess funktioniert laut Angaben wie folgt: Gelöschter Kalk bindet Kohlenstoffdioxid aus der Luft. Anschließend wird die Verbindung so aufbereitet, dass sie erneut als Kalkstein in die Zementherstellung einfließen kann. Gleichzeitig filtern DAC-Anlagen CO2 aus der Atmosphäre, verdichten es und speichern es dauerhaft in unterirdischen Lagerstätten.

Wirtschaftlichkeit des Verfahrens noch nicht bewiesen

Die Studie bildet erstmals das Entstehen von CO2 über den gesamten Lebenszyklus der Herstellung ab. Durch die Integration in bestehende Verfahren und Lieferketten versprechen sich die Forscher eine hohe Skalierbarkeit des Ansatzes. Sie sprechen außerdem davon, dass sich die Bilanz durch Nutzung von erneuerbarer Energie weiter optimieren ließe. Vittoria Bolongaro, die Erstautorin der Untersuchung, dazu: 

Aus einer Klimaperspektive ist die Kombination von DAC und Zementproduktion sehr vielversprechend. Wir konnten zeigen, dass die Klimabilanz der Technologie netto negativ ist, also dass kommerzielle Kalzium-Looping DAC Anlagen mit CO2-Speicherung mehr CO2 entfernen, als sie über ihren gesamten Lebensweg verursachen

Trotzdem gibt es auch Schattenseiten. So ist die Abtrennung von CO2 weiterhin sehr energieintensiv und stellt somit den größten Anteil am ökologischen Fußabdruck dar. Weiterhin ist bisher nicht ganz klar, wann Elektro-Kalzinieröfen den neuen Standard in der Herstellung darstellen können und wie wirtschaftlich das System ist. Zudem setzt die Untersuchung eine fast vollständige Dekarbonisierung des globalen Stromnetzes bis 2050 voraus.

Auch interessant:

• Klimakiller WM: Wie sich die Emissionen von Mega-Events halbieren lassen
• Studie belegt: Solaranlagen fallen bei Extremhitze fast komplett aus
• Deutsche Forscher entwickeln umweltfreundliche Magnetkühlung
• Das sind die 6 besten Greentech-Newsletter

Der Beitrag Klimakiller Zement könnte plötzlich fast klimaneutral werden erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Hybrides Energiesystem kombiniert Strom, Wärme und Kühlung gleichzeitig erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Stanford University haben ein hybrides Energiesystem entwickelt, das Strom erzeugt, Wärme liefert und gleichzeitig kühlt. Es kombiniert Solarzellen mit Solarthermie und Klimaanlagen. Die Technologie könnte künftig den enormen Kühl- und Strombedarf von KI-Rechenzentren bedienen.

Durch den Klimawandel dürften die Verhältnisse auch in unseren Breitengraden künftig etwas ungemütlicher werden. Heißere Sommer und mildere Winter sind dann eine mögliche Konsequenz. Doch wie passen wir uns an diese veränderten Verhältnisse optimal an? Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Stanford University haben dafür eine Idee entwickelt.

Herausgekommen ist ein hybrides Energiesystem, das die Vorteile von Photovoltaik, Solarthermie und passiver Strahlungskühlung in einem Modul abbilden soll. In Freilandversuchen erreichte der Prototyp gleichzeitig eine Kühlung von bis zu 6,5 Grad Celsius unter Umgebungstemperatur, eine elektrische Leistungsdichte von 60,6 Watt pro Quadratmeter und Temperaturen von bis zu 110,8 Grad Celsius für das Heizen.

Hybrides Energiesystem isoliert Wärme und Kälte voneinander

Kernstück des Systems ist eine transparente Schicht aus Siliziumdioxidplatten, die mit einem Silikonpolymer beschichtet ist. Laut den Forschern lässt diese das Licht fast vollständig durch und bündelt es anschließend mithilfe einer Fresnel-Linse. Diese trennt die heißen und kalten Bereiche physikalisch voneinander, sodass sie unabhängig voneinander genutzt werden können.

Der leitende Forscher Dr. Gan Huang bringt es auf den Punkt:

Die Sonne ist nicht die einzige Energiequelle am Himmel. Auch die Kälte des Weltraums ist eine erneuerbare Ressource. Wenn wir lernen, die heiße Sonne und die Kälte des Weltalls gemeinsam zu nutzen, können wir eine neue Generation von Energiesystemen erschließen.

Bei der Forschung handelt es sich um eine Weiterentwicklung der passiv-kühlenden und lichtdurchlässigen Baumaterialien des KIT, die um aktive Solarenergie-Komponenten erweitert wurden.

Die All-in-One-Lösung für KI-Rechenzentren?

Der Vorteil der vorgestellten Lösung soll die Flächeneffizienz sein. Bisher stehen einzelne Anlagen in Konkurrenz, wenn es um den begrenzten Platz auf Dächern und Fassaden geht. Das neue System vereint beide Welten in einer kompakten Bauweise. Außerdem ist das Potenzial für die Nutzung in KI-Rechenzentren enorm, da gerade hier ein hoher Strom- und Kühlbedarf besteht.

Trotzdem steht die Technologie auch vor Herausforderungen. Die größten Schwierigkeiten liegen laut den Angaben darin, die gegensätzlichen heißen und kühlen Bereiche zu isolieren. Zudem ist das System noch in der Prototyp-Phase und benötigt weitere Optimierungen. Vielleicht bauen wir dadurch aber bald ökologisch sinnvoller und angepasster für die Welt von morgen.

Auch interessant:

• 250 Milliarden Euro Klimaschäden durch Solarstrom abgewendet
• Solar-Dachziegel mit Matrix-Technologie – für doppelte Leistung bei Schatten
• Cloud Edge Enhancement: Wolken-Effekt pusht Solaranlagen über Nennleistung
• Balkonkraftwerk anmelden: So vermeidest du bis zu 50.000 Euro Bußgeld

Der Beitrag Hybrides Energiesystem kombiniert Strom, Wärme und Kühlung gleichzeitig erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Mit dieser KI-App identifizierst du Vogelarten am Klang – ohne Internet erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Die Bestimmung von Tiergeräuschen scheitert oft an Gebieten ohne Mobilfunkabdeckung. Ein interdisziplinäres Forscherteam hat deshalb eine KI-App namens BirdNET Live zur Erkennung von Tier- und Vogelarten entwickelt, die auch offline funktioniert. 

Stell dir vor, du bist in der Natur. Du hörst die Vögel zwitschern und fragst dich, was sich da gerade auf den Ästen versteckt. Leider hast du aber keinen Empfang, um das Zwitschern per App oder KI zu entschlüsseln. Eine Neuentwicklung der Technischen Universität Chemnitz, der Universität Würzburg und der Nationalparkverwaltung Bayerischer Wald könnte dieses Problem künftig lösen.

Im Rahmen des von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Projekts „RangerSound“ ist nämlich eine KI-App namens BirdNET Live entstanden. Die Anwendung soll insgesamt 8.927 Vogelarten von weltweit etwa 11.000 bekannten Spezies identifizieren können. Und das komplett offline. Hinzu kommen 268 Säugetierarten, 254 Insektenarten sowie 340 Amphibienarten. Die App kann also fast 10.000 Tierarten anhand ihrer Laute erkennen.

KI-App erkennt fast 10.000 Tier- und Vogelarten

Stefan Kahl von der Technischen Universität Chemnitz hat einen Vergleich zu vergleichbaren Anwendungen gezogen. Diese würden lediglich bis zu 2.300 Tierarten erkennen. Um BirdNET Live für Naturfreunde auf der ganzen Welt zur Verfügung zu stellen, verspricht die neue App inhaltliche Details in 25 Sprachen.

Das Konzept der sogenannten Edge-AI macht dies möglich. Bei dieser Art der KI laufen rechenintensive Modelle nicht auf externen Servern in Rechenzentren, sondern lokal auf dem Endgerät. Das Forscherteam sagt, dass es die dahinterstehenden mathematischen Modelle so stark vereinfacht und verkleinert hat, dass sie wie ein komprimiertes Nachschlagewerk in der Hosentasche funktionieren.

BirdNET Live ermöglicht Vogelbestimmung aus der Hosentasche

Durch Edge-AI sollen die Berechnungen in wenigen Millisekunden erfolgen und der Akku geschont bleiben. Eine kontinuierliche Erfassung von Audiosignalen sei so möglich. Stefan Kahl unterstreicht die technologische Weiterentwicklung:

Auf den ersten Blick wirkt die lokale Ausführung der KI auf dem Smartphone wie eine kleine, logische Weiterentwicklung. Dahinter steckt jedoch ein enormer technologischer Fortschritt bei der Optimierung unserer KI-Modelle.

In der Praxis kann etwa das Endgerät wasserdicht verpackt im Rucksack bleiben, während ein externes Mikrofon kontinuierlich Umgebungsgeräusche aufzeichnet. BirdNET Live speichert alle Audiodaten zunächst lokal, sodass Nutzer diese später anhören, exportieren oder zur Überprüfung weiterleiten können.

Bedeutung für den weltweiten Artenschutz

Wie wertvoll systematische Akustikdaten für die Wissenschaft sind, zeigte bereits die Vorgänger-Plattform BirdNET. Diese verzeichnete laut eigenen Angaben mehr als zwei Millionen aktive Nutzer, über sechs Millionen Downloads und mehr als 250 Millionen verifizierte Naturbeobachtungen.

Über das vernetzte System BirdWeather dienten diese Daten als Grundlage für eine im Fachjournal Nature veröffentlichte Studie über die Auswirkungen von Lichtverschmutzung auf den nächtlichen Vogelgesang. Mit der neuen Offline-Funktionalität schließt die Technologie nun die Lücke in Ökosystemen ohne Mobilfunkempfang.

Auch interessant:

• Musik-Streaming: Mit diesen 5 Tipps kannst du KI-Songs erkennen
• ChatGPT hat jetzt Lockdown-Modus – so kannst du ihn aktivieren
• KI aus Jülich erkennt, wie stichhaltig neue Studien wirklich sind
• Studie: In diesen Bereichen kommt KI beim Militär zum Einsatz

Der Beitrag Mit dieser KI-App identifizierst du Vogelarten am Klang – ohne Internet erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Fraunhofer-Forscher erkennen Deepfakes mit bis zu 91 Prozent Genauigkeit erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Künstliche Intelligenz erschafft immer realistischere Bilder, die sich von echten Aufnahmen kaum noch unterscheiden lassen. Das Risiko digitaler Desinformation nimmt dadurch in allen gesellschaftlichen Bereichen zu. Ein neuartiges Verfahren von Fraunhofer-Forschern soll nun Abhilfe schaffen und die Deepfake-Erkennung deutlich verbessern. 

Die Zunahme von falschen Aufnahmen im Netz bedroht das allgemeine Vertrauen in die Digitalisierung. Das Projekt RealOrRender widmet sich deshalb der Zuverlässigkeit synthetischer Bilddaten. Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik führt das Vorhaben gemeinsam mit dem Fraunhofer IOSB durch, um wirksame Schutzmechanismen gegen Fälschungen zu entwickeln.

Im Zentrum steht die Frage, wie sich künstlich erzeugte Inhalte möglichst genau von realen Bildern unterscheiden lassen. In Tests mit einem umfangreichen Bilddatensatz bewies das Forscherteam kürzlich das Potenzial eines neu entwickelten Hybridsystems.

Die Erkennungsleistung soll bei 85 bis 91 Prozent liegen. In Einzelfällen erreichte das System sogar eine noch höhere Genauigkeit. Die Ergebnisse zeigen, dass sich auch die Zuverlässigkeit der Deepfake-Erkennung gegenüber immer leistungsfähigeren Bildgeneratoren verbessern lässt.

Wie die Rekonstruktion bei der Deepfake-Erkennung unterstützt

Der technische Unterbau des neuen Verfahrens beruht auf einer Kombination aus zwei unterschiedlichen KI-Verfahren. Klassische Deep-Learning-Klassifikatoren werden mit der Messung eines sogenannten Rekonstruktionsfehlers gekoppelt. Denn je besser die Rekonstruktion eines Bildes mithilfe eines KI-Bildgenerators gelingt, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass es sich um ein KI-generiertes Foto handelt.

Neben der reinen Erkennung spielt auch die visuelle Aufbereitung der Ergebnisse eine Rolle. Die Forscher nutzten sogenannte Explainable-AI-Methoden, um die Entstehung maschineller Entscheidungen transparent darzustellen. Über eine Heatmap werden dabei diejenigen Bildbereiche hervorgehoben, die zur Bewertung geführt haben.

Transparenz und Nutzen im Alltag

Segmentbasierte Verfahren zerlegen das Bild zudem in zusammenhängende Bereiche. Auffällige Texturen oder charakteristische Frequenzmuster können der Software beispielsweise als Hinweise dienen, dass ein Bild synthetisch erzeugt wurde.

Andreas Specker, Senior Scientist der Forschungsgruppe Videogestützte Sicherheits- und Assistenzsysteme, erläutert den kompletten Prozess:

Im ersten Schritt rekonstruieren wir das Bild mit einem KI-Bildgenerator. Anschließend übernimmt ein KI-Modell die Klassifizierung und berechnet hybrid den Rekonstruktionsfehler. Am Ende erfolgt eine Einschätzung, wobei die Erkennungsgenauigkeit in Prozentzahlen angezeigt wird. Insgesamt liegt die Erkennungsleistung zwischen 85 und 91 Prozent, sie kann in Einzelfällen aber durchaus höher ausfallen.

Die Forschungsergebnisse fließen zunächst in ein Pilotprojekt ein, das zunächst das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik bei der Entlarvung von Deepfakes unterstützen soll. Nutzer können ein Bild hochladen und sollen unverzüglich das Detektionsergebnis mitsamt visueller und textlicher Aufschlüsselung erhalten. Von den zwei bereits veröffentlichten Projektberichten profitieren bereits nicht nur Sicherheits- und Justizbehörden, sondern auch Betreiber von Social-Media-Plattformen, Medienhäusern und Bildagenturen.

Auch interessant:

• Musik-Streaming: Mit diesen 5 Tipps kannst du KI-Songs erkennen
• ChatGPT hat jetzt Lockdown-Modus – so kannst du ihn aktivieren
• KI aus Jülich erkennt, wie stichhaltig neue Studien wirklich sind
• Studie: In diesen Bereichen kommt KI beim Militär zum Einsatz

Der Beitrag Fraunhofer-Forscher erkennen Deepfakes mit bis zu 91 Prozent Genauigkeit erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Deutsche Forscher bauen sprechende Batterie für Elektroautos erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Ein neues Prinzip könnte Batteriemanagementsysteme in Elektroautos oder Heimspeichern künftig kostengünstiger und sicherer machen. Denn deutsche Forscher haben eine sprechende Batterie entwickelt, die ihren Zustand aus ihrem Inneren heraus übermitteln soll. 

Bislang messen Sensoren die Temperatur von Batteriezellen meist nur an der Außenseite, obwohl Hitze oft zuerst im Inneren entsteht. Ein Forscherteam der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel am Lehrstuhl für Leistungselektronik stellte kürzlich aber eine neue Entwicklung vor. Erstautor Johannes Diers und Doktor Hamzeh Beiranvand nutzten vorhandene Stromanschlüsse, um digitale Signale direkt aus dem Zellinneren nach außen zu senden.

Bislang messen Hersteller die Temperatur von Akkus vorwiegend nur an der äußeren Hülle. Gefährliche Hitze entsteht aber oft zuerst im Inneren einer Batterie und bleibt dort zunächst unbemerkt. Ein winziger elektronischer Schaltkreis wandelt im neuen Verfahren die Messwerte um und nutzt die regulären Ladeleitungen als Kommunikationskanal. Dadurch soll das System keine zusätzlichen Datenkabel benötigen und wertvollen Platz sparen.

Wie sprechende Batterien Kosten und Bauraum sparen

Die doppelte Nutzung vorhandener Komponenten könnte dazu beitragen, dass das Kommunikationssystem kostengünstiger als herkömmliche Sensorlösungen wird. Das Kieler Team spricht nach einer ersten Kostenabschätzung von einer Ersparnis von rund 35 Prozent.

Das Prinzip funktioniert theoretisch nicht nur mit Temperatursensoren, sondern auch mit Druck-, Gas- oder anderen Sensoren. Diese könnten auf die gleiche Weise Informationen übertragen. Hamzeh Beiranvand ordnet die Entwicklung wie folgt ein:

Unsere Arbeit ist ein erster Schritt hin zu intelligenten Batterien, die ihren Zustand kontinuierlich überwachen und melden. Das würde Batteriesysteme sicherer und wirtschaftlicher machen.

Potenzielle Vorteile und langfristiger Nutzen der Technologie

Da die Sensoren Vorgänge im Zellinneren direkt erfassen, könnte das Verfahren dazu beitragen, Batteriesysteme langfristig sicherer zu gestalten. Gleichzeitig könnte der Ansatz dazu beitragen, die Kosten für solche Systeme in Anwendungen wie Elektroautos oder Heimspeichern zu reduzieren.

Der Schaltkreis ließe sich nach Einschätzung des Teams zukünftig noch weiter verkleinern oder sogar direkt in neue Batteriematerialien integrieren. So soll ein Einsatz in Elektroautos, der Wind- und Solarenergie bis hin zu Heimspeichern möglich sein.

Auch interessant:

• Elektroauto in der Sommerhitze: 5 Tipps, um deinen Akku zu schonen
• Batterie-Technologien im Vergleich: Lithium, Natrium, Festkörper und Redox Flow
• Natrium-Ionen-Batterie: Wasser-Trick verdoppelt Leistung
• Lithium-Luft-Batterie bringt E-Autos in Reichweite von Verbrennern

Der Beitrag Deutsche Forscher bauen sprechende Batterie für Elektroautos erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Weltpremiere im OP: Humanoide Roboter führen erstmals Operationen durch erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Zwei humanoide Roboter haben erstmals allein Operationen durchgeführt, ferngesteuert von Chirurgen. Für eine präklinischen Studie entfernten sie Säugetieren die Gallenblase.

Für eine aktuelle Studie kamen zum ersten Mal ferngesteuerte humanoide Roboter im Operationssaal zum Einsatz. Ein Forscherteam, bestehend aus Ingenieuren und Chirurgen der University of California San Diego, absolvierte dafür zwei verschiedene Eingriffe.

Humanoider OP-Roboter entfernt lebendem Tier die Gallenblase

Bei der ersten Operation entfernte ein Mensch-Roboter-Team die Gallenblase. Der humanoide Roboter operierte, ein menschlicher Chirurg assistierte.

Die zweite Operation gelang zwei humanoiden Robotern, die Seite an Seite als Roboter-Roboter-Team arbeiteten. Beide Eingriffe fanden an großen, nicht-primaten Säugetieren statt.

Die Forscher sehen das Experiment als Machbarkeitsnachweis, also als einem ersten Schritt, humanoide Roboter in den OP-Saal zu bringen.

Antwort auf den Chirurgenmangel

Die Motivation der Studie liegt in einem aktuellen strukturellen Problem. Denn dem wachsenden Behandlungsbedarf steht ein Mangel an Chirurgen gegenüber. Die Folge: längere Wartezeiten, ein schlechterer Zugang zu Versorgung und größere gesundheitliche Ungleichheit.

Nach Ansicht des Forscherteams könnten die Roboter zunächst bei Eingriffen assistieren. Später sollen sie ganze Operationen unter ärztlicher Fernsteuerung durchführen.

„Ferngesteuerte und autonome humanoide Roboter haben echtes Potenzial, den Zugang zu kritischen Operationen zu erweitern, zu denen Patienten sonst keinen Zugang hätten“, so Michael Yip, einer der Autoren der Studie und Fakultätsmitglied der UC San Diego. Die neuen Erkenntnisse sollen dabei helfen, die Gesundheitskrise nicht nur in den USA, sondern weltweit anzugehen.

Denkbar sind für Yip auch Einsätze abseits klassischer Kliniken: „Man kann sich vorstellen, dass diese Roboter in abgelegenen Gemeinden eingesetzt werden, wo Personal knapp ist, oder in schwierigen Umgebungen wie Such- und Rettungsszenarien, wo in kurzer Zeit massiv Feldmedizin gebraucht wird.“

Vorteile von OP-Roboter gegenüber Spezialsystemen

Spezialisierte OP-Robotersysteme gibt es bereits. Allerdings sind sie meist mit drei oder vier Roboterarmen, Spezialwerkzeugen und eigener Software ausgestattet. Außerdem wiegen sie rund 800 Kilogramm, brauchen ein großes Team für den Aufbau und beanspruchen so viel Platz, dass OP-Säle oft umgebaut werden müssen.

Die in der UC San Diego-Studie eingesetzten Roboter sind hingegen etwa 1,52 Meter groß und wiegen rund 27 Kilogramm. Sie können sich frei durch normale OP-Säle bewegen und nutzen herkömmliche OP-Instrumente.

Auch die Steuerung fühle sich natürlicher an, gerade für Personen ohne Training an Spezialsystemen. „Wir waren überrascht, wie gut sich „Surgie“ – so der Name des OP-Roboters – in unseren Arbeitsbereich und Arbeitsablauf eingefügt hat“, so tudien-Co-Autorin Nikita Thareja.

An der Präzision ändert die kompakte Bauweise nichts, bestätigt auch Shanglei Liu, Professorin für Chirurgie. Sie steuerte den OP-Roboter während der Studie selbst. Ein Eingriff per teleoperiertem humanoidem Roboter sei genauso präzise wie mit einem klassischen teleoperierten OP-System. Liu dazu:

Es kostet einen Bruchteil und braucht einen Bruchteil des Platzes im OP-Saal. Damit lässt es sich überall einsetzen, von ländlichen Gebieten über das Schlachtfeld bis in den Weltraum.

Operations-Roboter: Was kommt als Nächstes?

Einige Probleme der Teleoperation sind noch ungeklärt. So mussten die OP-Roboter während der Eingriffe mehrfach neu kalibriert werden. Dadurch dauerten die Operationen deutlich länger als mit etablierten Spezialsystemen. Auch an der Latenz, also der Verzögerung zwischen Steuerbefehl und Roboterbewegung, arbeitet das Team, vor allem für Operationen über große Distanzen.

Weil Surgie laufen und die meisten körperlichen Aufgaben eines Menschen ausführen kann, hat das Forschungsteam noch eine weitere Zukunftsvision für die autonomen OP-Roboter.

Werkzeuge holen und den OP-Saal nach dem Eingriff aufräumen. „Eines unserer Ziele ist die Entwicklung eines autonomen chirurgischen Assistenten“, so Michael Yip. Er ergänzte:

Viele Gemeinden kämpfen mit unzureichender Personalausstattung im OP-Team, was bedeutet, dass Patienten nicht behandelt werden. Unser Ziel ist ein Operationssaal der Zukunft, in dem humanoide Roboter und Menschen Seite an Seite als ein integriertes Team arbeiten, um Eingriffe an diejenigen in Not zu liefern, sowohl in traditionellen Krankenhausumgebungen als auch in nicht-traditionellen Feldmedizin-Szenarien.

Auch interessant: 

• Robotaxi-Firma Waymo will alte Akkus in Stromspeicher verwandeln
• KI in der Wissenschaft: Fake-Forschung für Fortgeschrittene
• Jupiter: Forschungszentrum Jülich stellt schnellsten Supercomputer Europas vor
• Moya: Weiblicher Pflegeroboter – mit Körpertemperatur und Silikonhaut

Der Beitrag Weltpremiere im OP: Humanoide Roboter führen erstmals Operationen durch erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Studie belegt: Solaranlagen fallen bei Extremhitze fast komplett aus erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Der Klimawandel gefährdet zunehmend die europäische Stromversorgung, da extreme Sommertemperaturen nachhaltige Infrastruktur belasten. Eine neue wissenschaftliche Untersuchung zeigt, dass Solaranlagen bei Hitze massive Leistungseinbrüche von bis zu 90 Prozent erleiden können. 

Ein Forscherteam der Universität Évora in Portugal hat die Auswirkungen extremer Hitzephasen auf Solaranlagen auf der Iberischen Halbinsel in den Jahren 2024 und 2025 untersucht. Dafür analysierten die Wissenschaftler die reale Leistung von drei unterschiedlichen Photovoltaikanlagen in Portugal und Spanien, um die betriebliche Leistung und klimabedingte Resilienz von Photovoltaikanlagen unter realen Bedingungen zu messen.

Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede beim Ertrag – in Theorie und Praxis. Sie sind dahingehend relevant, da durch den Klimawandel die Temperaturen am Boden in diesem Gebiet seit 1979 teils signifikant angestiegen sind.

Bis zum Jahr 2100 prognostizieren Klimamodelle für europäische Landflächen im schlimmsten Fall zudem einen weiteren Temperaturanstieg von bis zu 8,5 Grad Celsius. Wirtschaftlich drohen immense Schäden, denn die klimabedingten Risiken in Europa könnten bis in die 2080er Jahre jährliche Kosten von rund 40 Milliarden Euro verursachen.

Warum Solaranlagen bei Hitze kollabieren

In der Praxis sinkt die Effizienz von PV-Anlagen um 0,3 bis 0,5 Prozent pro Grad Celsius, sobald die Lufttemperatur die Marke von 25 Grad Celsius überschreitet. Während extremer Hitzewellen mit bis zu 49 Grad Celsius erwärmen sich die Moduloberflächen auf über 70 Grad Celsius.

Das beschleunigt die Alterung der Panels. In den heißesten Nachmittagsstunden führt dies zu einem kritischen Einbruch der Performance um bis zu 90,44 Prozent. Denn wird es zu heiß, schalten sich die Wechselrichter zum Selbstschutz ab.

Diese stündlichen Ausfälle wirken sich besonders auf die Infrastruktur aus. Das gefährdet auch die Netzstabilität. Zudem sind kurzfristige Hitzeeinbrüche oft nicht in den klassischen Planungsdaten transparent dargestellt. Die Studienautoren schreiben dazu:

In Planungs- und Vertragsfragen bedeutet dies, dass die Erwartungen des Entwurfsjahres das hitzebedingte Betriebsrisiko systematisch unterschätzen.

Neue Lösungsansätze für die solare Infrastruktur

Trotz der großen stündlichen Einbrüche zeigen Solarparks eine hohe regenerative Resilienz. Denn die Systeme erholen sich spätestens einen Tag nach dem Erreichen des Tiefpunkts. Um besser für die Zukunft zu planen, empfiehlt die Studie, klassische Simulationsdaten durch ereignisbasierte Stresstests auf Basis hochauflösender Reanalysedaten wie ERA5-Land zu ergänzen.

Diese frei verfügbaren Datensätze weisen eine hohe Übereinstimmung mit realen Messstationen auf und ermöglichen eine präzise Risikoanalyse. Neben besseren Daten sollten Anlagenbetreiber auch operative Schutzprotokolle anpassen. Dies passiert etwa durch die bessere Belüftung der Wechselrichter oder zusätzliche thermische Leistungsreserven.

Denn gerade Begleiterscheinungen des Klimawandels, wie Staubstürme und Waldbrandrauch, dämpfen die globale Strahlung zusätzlich und senken die Effizienz der Module.

Auch interessant:

• Cloud Edge Enhancement: Wolken-Effekt pusht Solaranlagen über Nennleistung
• Balkonkraftwerk anmelden: So vermeidest du bis zu 50.000 Euro Bußgeld
• Balkonkraftwerk mit 7.000 Watt: Für wen lohnt sich die neue VDE-Regel?
• PV-Anlage: Amortisation in 10 Jahren? Eine ehrliche Rechnung

Der Beitrag Studie belegt: Solaranlagen fallen bei Extremhitze fast komplett aus erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Kupferfolie als Lithium-Falle: Forscher entschlüsseln Batterie-Leistungsabfall erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Weltweit nimmt die Zulassung von Elektrofahrzeugen weiter zu. Doch die Alterung der darin verbauten Akkus stellt die Industrie vor Herausforderungen. Ein internationales Forscherteam hat nun auf atomarer Ebene entschlüsselt, warum es zum Leistungsabfall von Batterien kommt. Dabei rückt ein Bauteil in den Fokus, das bislang als passives galt. 

Im Juni 2026 waren Elektroautos in Deutschland erstmals die meistverkaufte Antriebsart bei den Pkw-Neuzulassungen. Obwohl die Fahrzeuge in der Praxis bereits mehrere hunderttausend Kilometer mit einem einzigen Akkusatz zurücklegen können, nimmt die Speicherkapazität mit der Zeit ab. Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum, des Helmholtz-Instituts Ulm und des Karlsruher Instituts für Technologie untersuchten diesen Alterungsprozess kürzlich genauer. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials.

Im Zentrum der Forschung stand der Stromkollektor von Batterien, der aus Kupferfolie besteht. Diesen betrachteten Ingenieure in der Vergangenheit lediglich als inerte Leiterbahn, also solch eine, die keine oder nur minimale chemische Reaktionen aufweist.

Die neue Erkenntnis: Beim Laden und Entladen wandern Lithium-Ionen durch die Zelle, lagern sich jedoch bereits nach dem ersten Zyklus an den Grenzflächen der Kupferfolie an. Wie in winzigen mikroskopischen Fallen verfangen sich die Teilchen in Defekten, die durch mechanische Belastungen im Material entstehen. Infolgedessen verbleiben die Lithium-Ionen dauerhaft in der Folie und stehen nicht mehr für die Energiespeicherung zur Verfügung.

Wie der Leistungsabfall von Batterien auf atomarer Ebene entsteht

Die Wissenschaftler machten die strukturellen Schäden mithilfe der Atomsondentomografie sichtbar. Mit diesem Verfahren fertigten sie eine hauchdünne Materialspitze, die tausendfach dünner als ein menschliches Haar ist. Diese ermöglichte die Erstellung von dreidimensionalen Karten einzelner Atome.

Bereits nach drei Ladezyklen zeigten sich sichtbare Materialveränderungen in den obersten 100 Nanometern der Kupferfolie. Die Oberfläche kristallisierte und oxidierte. Nach acht Ladezyklen war eine signifikant höhere Menge an Lithium im Kupfer eingeschlossen als zu Beginn des Prozesses.

Neben Lithium dringen auch Sauerstoff und Kohlenstoff in das Metall ein. Insbesondere bindet der Sauerstoff weiteres Lithium an sich, was die Zersetzung des Stromkollektors verstärkt. Tong Li von der Ruhr-Universität Bochum hob die Tragweite der Entdeckung hervor:

Diese Vorgänge zu verstehen, ist von großer Bedeutung für anodenfreie Batterien der Zukunft. Wo genau sich die Lithium-Ionen einlagern, war bislang aber unklar. Lithium in Kupfer ist schwer nachzuweisen, da es an analytischen Möglichkeiten mangelt, hochaktives und leichtes Lithium nachzuverfolgen.

Neue Perspektiven für anodenfreie Energiespeicher

Besonders kritisch ist dieser Effekt für anodenfreie Systeme, sogenannte Zero-Excess-Batterien. Da diese Akkutypen mit extrem geringen Lithium-Reserven arbeiten, führt jeder Verlust direkt zu einer kürzeren Lebensdauer. Trotzdem haben genau diese Speichermedien das Potenzial für eine deutlich höhere Energiedichte.

Die neuen Erkenntnisse könnten die Reichweite von Elektrofahrzeugen aber deutlich steigern. Auch für die weltweite Speicherung von Strom aus Wind- und Solaranlagen spielt ein verlustfreies System eine entscheidende Rolle.

Obwohl die Studie noch keine sofort einsatzbereite Marktlösung bereithält, bildet das tiefere Verständnis ein Fundament für künftige Entwicklungen. Durch die gezielte Beschichtung der Kupferfolie, neuartige Materialmodifikationen oder angepasste Ladeverfahren lässt sich das Feststecken der Ionen künftig womöglich verhindern.

Auch interessant:

• Batterie-Technologien im Vergleich: Lithium, Natrium, Festkörper und Redox Flow
• Natrium-Ionen-Batterie: Wasser-Trick verdoppelt Leistung
• Lithium-Luft-Batterie bringt E-Autos in Reichweite von Verbrennern
• Kurz erklärt: Wie Lithium-Ionen-Batterien funktionieren

Der Beitrag Kupferfolie als Lithium-Falle: Forscher entschlüsseln Batterie-Leistungsabfall erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag KI besteht erstmals Turing-Test – und wirkt menschlicher als echte Menschen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Erstmals hat eine KI den klassischen Turing-Test bestanden. Ein Modell wurde dabei sogar häufiger für einen Menschen gehalten als echte Personen. Erfolg für die KI, doch was bedeutet das für unseren Umgang mit der Technologie?

Kann eine Maschine denken wie ein Mensch? Diese Frage wollte der britische Mathematiker Alan Turing bereits 1950 mit seinem „Imitationsspiel“ beantworten. Später ging dieses Experiment als Turing-Test in die Geschichte ein.

Die Idee: Wenn ein Mensch im Gespräch nicht mehr zuverlässig erkennen kann, ob er mit einer Maschine oder einem anderen Menschen kommuniziert, hat die Maschine den Test bestanden. Nun ist genau das passiert.

Was ist der Turing Test?

Klassischerweise läuft der Turing-Test so ab, dass eine Versuchsperson gleichzeitig mit zwei Gesprächspartnern kommuniziert. Einer davon ist ein Mensch, der andere eine Maschine. Beide versuchen, als Mensch durchzugehen. Der Prüfer muss am Ende entscheiden, wer wer ist. Kann er das nicht zuverlässig tun, hat die Maschine den Turing-Test bestanden.

Genau dieses Prinzip haben die Kognitionswissenschaftler Cameron Jones und Benjamin Bergen von der University of California San Diego in einer neuen Studie genutzt. Knapp 500 Teilnehmer führten jeweils fünfminütige Chats, in einer Zusatzstudie auch 15-minütige, und mussten anschließend urteilen.

Das Ergebnis: GPT-4.5 von OpenAI wurde in 73 Prozent der Fälle für den Menschen gehalten, also häufiger als die echten menschlichen Gesprächspartner. Auch Metas Modell LLaMa-3.1-405B war mit 56 Prozent statistisch nicht mehr von Menschen zu unterscheiden.

Auch der Chatbot Eliza aus den 1960er Jahren nahm an der Studie teil. Eliza flog allerdings in den meisten Fällen auf, weil das regelbasierte Programm nicht flexibel auf Gespräche reagieren kann.

„Wir haben herausgefunden, dass fortgeschrittene LLMs, wenn sie die richtigen Prompts erhalten, denselben Tonfall, dieselbe Direktheit, denselben Humor und dieselbe Fehlbarkeit wie Menschen an den Tag legen können“, erklärt Studienautor Cameron Jones in einer Pressemitteilung.

Obwohl wir wissen, dass LLMs problemlos Wissen zu fast jedem Thema produzieren können, hat dieser Test gezeigt, dass sie auch soziale Verhaltensweisen überzeugend darstellen können, was erhebliche Auswirkungen darauf hat, wie wir über KI denken.

KI braucht Rollenanweisung, um Test zu bestehen

Der Erfolg der KI im Turing-Test wirkt zunächst so, als ob die Technologie dem Menschen überlegen wäre. Ein Detail ist laut der Forscher dennoch entscheidend: Die Modelle bestanden den Test nur, wenn sie vorher eine sogenannte Persona-Anweisung erhielten.

Die Vorgabe war, eine junge, introvertierte Person zu spielen, die die Internetkultur kennt und Slang benutzt. Ohne diese Anweisung fiel GPT-4.5 auf eine Erfolgsquote von 36 Prozent, LLaMa auf 38 Prozent.

„Sie haben die Fähigkeit, menschenähnlich zu wirken, aber vielleicht nicht so sehr die Fähigkeit, selbst herauszufinden, was nötig wäre, um menschenähnlich zu wirken“, erklärt Co-Autor Benjamin Bergen.

Das wirft eine grundsätzliche Frage auf: Was taugt ein Test, dessen Ergebnis sich durch die richtige Anweisung so massiv verschieben lässt? Wenn Menschen der Maschine erst sagen müssen, wie sie menschlich wirkt, hat dann wirklich die Maschine den Test bestanden oder eher die Menschen, die den Prompt geschrieben haben?

KI Turing-Test: Warum Bestehen nicht gleich Intelligenz bedeutet

Auch die Forscher stellen den Test infrage: Der Turing-Test sei ursprünglich entwickelt worden, um zu untersuchen, ob Maschinen mit der menschlichen Intelligenz mithalten können, erklärt Bergen. „Aber heute wissen wir, dass KI viele Fragen schneller und genauer beantworten kann als Menschen.“

Das eigentliche Problem ist also nicht die reine Gehirnleistung. Zu sehen, dass Maschinen den Test bestehen können, und zu sehen, wie sie ihn bestehen, zwingt uns dazu, neu zu überdenken, was er eigentlich misst. Zunehmend misst er die Menschenähnlichkeit.

Interessant ist dabei, dass die Versuchspersonen kaum klassische Intelligenzfragen stellten. Stattdessen achteten sie auf Sprachstil und Persönlichkeit. Wer zu perfekt antwortete, wirkte verdächtig. Die Testpersonen untersuchten also nicht Wissen oder Logik, sondern suchten nach Fehlern.

Am Ende sagt das wohl mehr über uns aus als über die Maschinen. Offenbar versuchen wir Menschlichkeit nicht an Klugheit, sondern an Unvollkommenheit zu erkennen. Allerdings scheinen unsere Erkennungsmerkmale so vorhersehbar zu sein, dass sich eine KI gezielt darauf trainieren lässt.

KI besteht Turing-Test: Bedeutung für unsere Online-Kommunikation

Die Forscher warnen deutlich vor den Folgen. „Wir müssen wachsamer sein; wenn man im Internet mit Fremden interagiert, sollten die Menschen viel weniger zuversichtlich sein, dass sie wissen, ob sie mit einem Menschen oder einem LLM sprechen“, sagt Jones.

Denn: Selbst wer aufmerksam ist und direkt vergleichen kann, könnte den Unterschied unter Umständen nicht mehr erkennen. Bergen verweist zudem auf Akteure, die Bots gezielt einsetzen wollen, um Menschen zur Herausgabe sensibler Daten, zu Wahlentscheidungen oder zu Käufen zu bewegen.

Die Forscher hoffen nach eigenen Angaben, mit dieser Arbeit das öffentliche Verständnis dafür zu schärfen, was diese Systeme mittlerweile leisten können und welche Art von Schutzmaßnahmen die Gesellschaft möglicherweise benötigt.

Auch interessant:

• Eltern verlieren wegen Smartphones Bindung zu ihren Kindern
• Meta blamiert sich mit neuer KI-Funktion – schon wieder
• KI aus Jülich erkennt, wie stichhaltig neue Studien wirklich sind
• KI bestimmt, was wir lesen – und ruiniert unsere Meinungsbildung

Der Beitrag KI besteht erstmals Turing-Test – und wirkt menschlicher als echte Menschen erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Eltern verlieren wegen Smartphones Bindung zu ihren Kindern erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Wenn Eltern ständig auf ihre Smartphones schauen, kann das die Beziehung zu ihren Kindern schwächen. Das zeigt eine aktuelle Studie aus den USA. Hintergrund ist ein Effekt namens Technoference. Wir erklären dir, was es damit auf sich hat. 

Eine Welt ohne Smartphones ist für viele nicht mehr vorstellbar. Vor allem für die neue Generation, ist das Handy ein selbstverständlicher Teil des Lebens.

Im Fokus der Debatten um Gerätenutzung und Bildschirmzeit standen bisher vor allem Jugendliche. Weniger im Blick war, wie Kinder das Nutzungsverhalten ihrer Eltern wahrnehmen.

Genau das hat nun ein Forscherteam um Don Grant von Newport Healthcare in den USA untersucht. Eine Studie mit dem Titel „Mama, liebst du dein Handy mehr als mich?“ zeigt: Jugendliche, die ihre Eltern oder Bezugspersonen als häufig durch mobile Geräte abgelenkt wahrnehmen, zeigen deutlich häufiger unsichere Bindungsmuster.

Eltern am Smartphone: Wie das die Bindung zum Kind gefährdet

Eine unsichere Bindung wird mit Schwierigkeiten beim Aufbau gesunder Beziehungen, erhöhter Angst sowie langfristig schlechteren psychischen und physischen Gesundheitszuständen in Verbindung gebracht.

„Unsere Studie legt nahe, dass auch die Nutzgewohnheiten der Eltern wichtige Aspekte der Entwicklung von Jugendlichen beeinflussen“, erklärt Grant in einer Pressemitteilung.

Grundlage dafür ist die Bindungstheorie: Kinder brauchen verlässlich verfügbare und aufmerksame Bezugspersonen, um eine sichere Bindung aufzubauen. Ist ein Elternteil regelmäßig durch ein Smartphone abgelenkt, erleben Kinder das laut der Studie als mangelnde Aufmerksamkeit.

Was ist Technoference?

Genau diese wiederholten kleinen Unterbrechungen scheinen problematisch zu sein. Für dieses Phänomen haben sich in der Forschung zwei Begriffe etabliert.

Technoference beschreibt allgemein, wie digitale Geräte zwischenmenschliche Interaktionen stören. Der Begriff existiert unter Forschern bereits seit 2012. Geprägt wurde er von Brandon T. McDaniel, Wissenschaftler am Parkview Mirro Center for Research and Innovation.

McDaniel beschreibt damit alltägliche Störungen von direkter, persönlicher Kommunikation in der realen Welt durch die Nutzung von Technologie. Kurz, Momente in denen Geräte in Gespräche oder gemeinsame Zeit hineinfunken.

Der Forscher entwickelte das Konzept, weil ihn interessierte, ob es eine Bedeutung hat, wenn ein Piepton, eine Benachrichtigung oder die bloße Anwesenheit eines Geräts eine Interaktion unterbricht.

Phubbing wiederum ist eine Unterform von Technoference. Das Kofferwort aus „Phone“ und „Snubbing“ steht für das Ignorieren einer Person zugunsten des Smartphones.

Warum das Phänomen so leicht übersehen wird

Anders als etwa psychische Erkrankungen oder familiäre Krisen ist Gerätenutzung laut der aktuellen Grant-Studie vollständig steuerbar und trotzdem sozial akzeptiert, weshalb sie leicht übersehen wird. Die Forscher betonen allerdings, dass die Daten nur einen Zusammenhang zeigen, keine Ursache.

Es bleibt offen, ob die gefühlte Ablenkung der Eltern zu unsicherer Bindung führt oder ob Jugendliche mit unsicherer Bindung das Verhalten ihrer Eltern eher als ablenkend wahrnehmen.

600 Jugendliche befragt: Was Eltern laut Studie jetzt tun sollten

Für die Studie befragte das Team 600 US-Jugendliche zwischen zwölf und 17 Jahren. Sie füllten unter anderem einen neu entwickelten Fragebogen aus, die sogenannte Device Attachment Interference Scale.

Das Ergebnis: Je stärker die Jugendlichen das Gerätenutzungsverhalten ihrer Eltern als störend empfanden, desto unsicherer war ihre Bindung zur Bezugsperson. Das galt für Mütter genauso wie für Väter.

Auch eine ältere Untersuchung des Pew Research Center aus dem Jahr 2024 stützt dieses Bild. Damals gaben 46 Prozent der befragten US-Teenager an, ihre Eltern seien beim Reden zumindest gelegentlich vom Handy abgelenkt.

Das Forscherteam um Don Grant betont, dass Eltern nicht bei jeder Aufmerksamkeitsbitte sofort das Handy weglegen müssen. Wichtiger sei, die Bitte des Kindes wahrzunehmen und sich möglichst bald tatsächlich zuzuwenden.

Auch interessant: 

• Psychologie-Professor warnt: KI wird uns wichtige Fähigkeiten rauben
• Stressfaktor Smartphone: Warum Telefonieren vielen Menschen Angst macht
• KI im Kinderzimmer: Sind Chatbots die Zigarette des 21. Jahrhunderts?
• Social Media und KI: Kinder werden erstmals dümmer

Der Beitrag Eltern verlieren wegen Smartphones Bindung zu ihren Kindern erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Forscher entwickeln Algen-Batterien, die rund um die Uhr Strom erzeugt erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Lithium-Batterien sind überall. Ihr Abbau schadet der Umwelt aber massiv. Ein Forscherteam der Universität Cambridge zeigt jetzt, dass es auch anders geht: Mit einer lebenden Algen-Batterie erzeugen sie seit sechs Jahren ununterbrochen Strom, ganz ohne kritische Rohstoffe.  

Egal, ob bei der Mobilität, im eigenen Zuhause oder in der Industrie: Batterien werden immer wichtiger. Dass die Speicherung von Energie aber nicht nur mit Lithium funktioniert, demonstrierte kürzlich ein Team der Universität Cambridge. Unter der wissenschaftlichen Leitung von Doktor Paolo Bombelli vom Department of Biochemistry und dem Hauptprüfer Professor Chris Howe entstand eine kleine Biozelle, die gewöhnliche Algen zum Energiespeicher macht.

Die Forschergruppe arbeitet bereits seit dem Jahr 2006 an dieser Methode. Um die Ansätze technologisch und gestalterisch weiterzuentwickeln, wurden später zusätzlich die Bio-Designerin Lucia Giron und der Elektroingenieur Lifu Tan in das Team aufgenommen. Nach mittlerweile zwei Jahrzehnten intensiver Arbeit präsentierte die Wissenschaftler kürzlich ihre Ergebnisse.

Kontinuierlicher Strom aus Algen: So funktioniert die neue Batterie

Die biologische Stromerzeugung der Algen-Batterie greift auf den natürlichen Prozess der Photosynthese von Cyanobakterien zurück. Dabei wird ein Teil des kontinuierlichen Elektronenflusses abgezapft, um elektrische Geräte ohne eine Beschädigung der Algen zu betreiben.

Die Organismen leben in einem vollständig versiegelten Gehäuse und erzeugen einen schwachen elektrischen Strom. Dieser fließt ununterbrochen, rund um die Uhr sowie selbst bei völliger Dunkelheit. Paolo Bombelli erklärt dazu:

Wir haben einen Weg gefunden, uns in einen natürlichen Prozess in Algen einzuklinken und damit kontinuierlich Strom rund um die Uhr zu erzeugen, ohne der Pflanze überhaupt zu schaden.

Nachhaltiger Batterieersatz im Härtetest

Das System basiert auf einem lebenden Organismus und konnte in der Spitze bereits über einen Zeitraum von sechs Jahren kontinuierlich Elektrizität erzeugen. Durch fortlaufende Experimente gelang es, die Leistungsabgabe der biologischen Zelle seit dem Projektstart um mehr als das 20-Fache zu steigern.

Das langfristige Ziel ist es, herkömmliche und umweltschädliche Einwegbatterien vollständig zu ersetzen. Denn: Der Abbau von Lithium für traditionelle Energiespeicher ist extrem energieintensiv, setzt Treibhausgase frei und verursacht lokale ökologische Schäden.

Im Gegensatz dazu bestehen die biologischen Zellen aus gewöhnlichen, preiswerten und weitgehend recycelbaren Materialien. Flankiert wird das Projekt von einem Bildungsangebot aus Workshops an weiterführenden Schulen, um das Interesse an Pflanzenwissenschaften zu stärken.

Einsatzbereiche und Hürden für Strom aus Algen

Da die Leistungsabgabe der Bio-Zellen gering ist, eignet sich die Technologie primär für Niedrigenergiegeräte wie Fernbedienungen oder Rauchmelder. Zu den bisher gestalteten Anwendungen gehören eine funktionierende Algen-Uhr sowie ein über eine Smartphone-App auslesbares System zur Laborüberwachung.

Über das eigene Start-up-Unternehmen „e-Pho“ befindet sich das Forscherteam bereits in Gesprächen für spezifische, kommerzielle Anwendungen. Die Technologie verspricht großes Potenzial für autonome Umweltsensoren oder die Strombereitstellung in netzfernen Regionen in Entwicklungsländern, wie zum Beispiel in Subsahara-Afrika.

Allerdings bleibt die Überführung in ein marktreifes Verbraucherprodukt eine erhebliche Herausforderung. Da das System auf lebenden Organismen basiert, ist die Stromproduktion zwingend daran gebunden, dass die Algen erfolgreich am Leben erhalten werden.

Auch interessant:

• Cloud Edge Enhancement: Wolken-Effekt pusht Solaranlagen über Nennleistung
• Mini-Windrad für Zuhause: Warum die Erträge oft enttäuschen
• Batterie-Technologien im Vergleich: Lithium, Natrium, Festkörper und Redox Flow
• Das sind die 6 besten Greentech-Newsletter

Der Beitrag Forscher entwickeln Algen-Batterien, die rund um die Uhr Strom erzeugt erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Neuer Mini-Atomreaktor erzeugt erstmals Strom – und die teuerste kWh aller Zeiten erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Das US-amerikanische Start-up Valar Atomics will einen Meilenstein bei der Energieversorgung von Rechenzentren erreicht haben. Ein neuartiger Mini-Atomreaktor lieferte in einem ersten Testbetrieb Strom direkt an einen KI-Beschleuniger. Doch: Die Kosten sprengen sämtliche Maßstäbe.

Valar Atomics hat in einem LinkedIn-Beitrag berichtet, dass der neue Mini-Atomreaktor des Unternehmens erstmals Strom erzeugt hat. Bislang investierten Projektpartner rund 130 Millionen US-Dollar in das Projekt. Ziel ist es, nukleare Energie für künftige Rechenzentren und KI-Chips nutzbar zu machen.

Ein Prototyp mit dem Namen „Ward 250“ erreichte laut einer offiziellen DOE-Mitteilung Anfang Juni 2026 auf dem Gelände des San Rafael Energy Lab im US-Bundesstaat Utah die sogenannte Kritikalität. Mit dem erfolgreichen Testlauf hielt das Unternehmen eine Frist bis zum 4. Juli 2026 ein, die in einer präsidialen Exekutivanordnung vom Mai 2025 verankert war. Zuvor hatte bereits Konkurrenzunternehmen Antares Nuclear mit seinem Marko-Reaktor diesen Zeitplan erfüllt. US-Energieminister Chris Wright dazu:

Der heutige Tag ist ein weiterer historischer Moment für die Renaissance der Kernenergie in Amerika. (…) Valar Atomics erzielt Erfolge, die einen revolutionären Moment für die fortschrittliche Kernenergie in diesem Land markieren. Die Trump-Regierung ist stolz darauf, die Wiederbelebung der amerikanischen Kernenergieindustrie zu unterstützen und damit sicherzustellen, dass die Amerikaner auch für kommende Generationen Zugang zu erschwinglicher, zuverlässiger und sicherer Energie haben.

Wie der Mini-Atomreaktor von Valar Atomics funktioniert

Der fortschrittliche Hochtemperaturreaktor basiert auf einer hocheffizienten Heliumkühlung und nutzt den extrem temperaturbeständigen Triso-Kernbrennstoff. Aufgrund dieser robusten Bauweise arbeitet das System bei einer Betriebstemperatur von 750 Grad Celsius. Die gesamte Anlage besitzt die physische Größe eines herkömmlichen Schiffscontainers und wird für den Betrieb mit einer rund zwei Meter dicken Betonhülle ummantelt.

Im ersten Testbetrieb erzeugte das System eine thermische Leistung von 100 Kilowatt, aus denen nach Abzug erheblicher Effizienzverluste schätzungsweise 40 bis 50 Kilowatt elektrischer Strom gewonnen wurden. Diese Elektrizität versorgte direkt einen Desktop-KI-Beschleuniger des Typs Nvidia Spark. Langfristig strebt das Unternehmen eine enge Kooperation mit Nvidia an, um künftige Rechenzentren ohne jegliche Wasserkühlung zu betreiben. Das finale Gesamtsystem soll dabei eine Leistung von 30 Megawatt erreichen.

Wirtschaftliche Zweifel und enorme Herausforderungen

Trotz des technologischen Meilensteins betreibt das Unternehmen gemessen an der tatsächlich erzeugten geringen Strommenge derzeit eines der teuersten Kraftwerke der Geschichte. Um die Leistung eines einzigen typischen Großkraftwerks zu erreichen, wären rund 14.000 dieser sogenannten Small Modular Reactors (SMRs) notwendig. Die hypothetischen Gesamtkosten dafür würden sich auf bis zu zwei Billionen US-Dollar belaufen.

Der reale wirtschaftliche Nutzen der Anlage kann in diesem frühen Stadium daher noch nicht bemessen werden. Für eine echte Wettbewerbsfähigkeit am Markt müssten die Baukosten durch eine industrielle Massenfertigung um bis zu dem 400-Fachen sinken. Zudem bleibt technisch noch ungeklärt, wie die Stromerzeugung aus der Reaktorwärme langfristig komplett ohne Wasserverbrauch funktionieren soll.

Auch interessant:

• ChatGPT hat jetzt einen Lockdown-Modus – so kannst du ihn aktivieren
• Studie: In diesen Bereichen kommt KI beim Militär zum Einsatz
• Privat mit KI chatten: Inkognito-Chat mit Meta AI in WhatsApp starten
• Image Playground von Apple: KI-Bilder direkt auf dem iPhone erstellen

Der Beitrag Neuer Mini-Atomreaktor erzeugt erstmals Strom – und die teuerste kWh aller Zeiten erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.

Der Beitrag Taucheranzug lässt ferngesteuerte Cyborg-Kakerlaken unter Wasser atmen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Wissenschaftler haben einen flexiblen, 3D-gedruckten Taucheranzug entwickelt, der Insekten für den Katastropheneinsatz rüsten soll. Die Entwicklung ermöglicht eine Fernsteuerung von Cyborg-Kakerlaken, die sich stundenlang unter Wasser und in sauerstoffarmen Umgebungen bewegen können. Der neue Ansatz könnte die biologische Rettungsrobotik in unzugänglichen Trümmerfeldern nachhaltig verändern.

Wissenschaftler der Nanyang Technological University (NTU) sowie der Waseda-Universität haben einen Taucheranzug für Kakerlaken entwickelt, um sie unter Wasser aus der Ferne steuern zu können. Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications. Primäres Ziel der mittlerweile über ein Jahrzehnt andauernden Forschung ist die Unterstützung von Rettungskräften bei schweren Naturkatastrophen.

Zum Hintergrund: Insekten atmen natürlicherweise durch winzige Öffnungen an der Körperseite, sogenannte Spirakeln, weshalb sie unter Wasser ohne Hilfsmittel schnell ertrinken würden. Das neu entwickelte System löst dieses biologische Problem durch drei mechanische Komponenten: einen ultraleichten Sauerstofftank, eine flexible Hülle und vier Silikon-Sauerstoffversorgungsschläuche.

Im Inneren des Tanks fungiert Mangandioxid als hochwirksamer Katalysator. Dieser zersetzt langsam injiziertes, verdünntes Wasserstoffperoxid und setzt so kontinuierlich lebensnotwendigen Sauerstoff frei.

Warum Cyborg-Kakerlaken mit Taucheranzug die besseren Rettungsroboter sind

Als ideales Versuchstier für das Projekt wählten die Forscher bewusst die Madagaskar-Fauchschabe. Ihre Körpergröße, die biologische Robustheit und das Fehlen von Flügeln machen sie zur idealen Basis für den Aufbau filigraner Elektronik. Da sie ihre eigenen Muskeln nutzen, verbrauchen sie weitaus weniger Energie als rein künstliche Mini-Roboter. Denn solche Roboter schleppen schwere Onboard-Batterien für eigene Motoren mit.

Im Rahmen der Versuche erlitt den Angaben zufolge keines der Tiere Schaden und sämtliche Atemschläuche ließen sich im Nachgang vollkommen schmerzfrei wieder entfernen. Professor Hirotaka Sato von der NTU Singapur erklärte den Mechanismus der lebenden Roboter:

Unser neuer Insekten-Taucheranzug funktioniert wie die Sauerstoffflasche von menschlichen Tauchern. Er erzeugt Sauerstoff und leitet ihn direkt an die Atemöffnungen des Insekts weiter, sodass die Cyborg-Schabe in Unterwasser- oder sauerstoffarmen Umgebungen überleben und sich bewegen kann.

Einsatzgebiete und künftige Herausforderungen

Die Technologie verwandelt ein primär landbasiertes Insekt in ein vielseitiges amphibisches System, das sowohl auf trockenem als auch auf nassem Terrain problemlos operieren kann. Frühere, weniger weit entwickelte Versionen dieser biologischen Helfer kamen bereits im Rahmen der großangelegten „Operation Lionheart“ nach einem schweren Erdbeben der Stärke 7,7 in Myanmar am 28. März 2026 zum praktischen Einsatz.

Künftig sollen mit der neuen Tauch-Erweiterung vor allem überflutete Rohre, Abflüsse, Tunnel und schwer zugängliche öffentliche Infrastrukturen systematisch und sicher inspiziert werden.

Die Entwicklung erscheint wichtig, da überschwemmter Schutt und engste Spalten nach starken Regenfällen herkömmlichen Robotern den Weg blockieren. Die zentrale ingenieurtechnische Herausforderung bestand deshalb darin, das System klein, leicht und flexibel genug zu gestalten, damit das Insekt es tragen kann.

Um ein gefährliches Auslaufen der chemischen Flüssigkeiten aus dem Tank zu verhindern, muss die sensible Tanköffnung im Labor derzeit noch präzise mit speziellem UV-Kleber versiegelt werden. Die Innovations- und Unternehmensgesellschaft der Universität (NTUitive) hat die Technologie bereits erfolgreich zum Patent angemeldet. Das Team fokussiert sich in den kommenden Testreihen auf die finale Integration von Umweltsensoren und Navigationssystemen.

Auch interessant:

• Für diese 16 Elektrogeräte hast du ab Juli ein Recht auf Reparatur
• ChatGPT hat jetzt einen Lockdown-Modus – so kannst du ihn aktivieren
• Reichweiten-Check: 22 Elektroautos im Vergleich – deutsches Modell vorne
• WhatsApp: So kannst du zwei Accounts gleichzeitig auf dem iPhone nutzen

Der Beitrag Taucheranzug lässt ferngesteuerte Cyborg-Kakerlaken unter Wasser atmen erschien zuerst auf BASIC thinking. Folge uns auch auf Google News und Flipboard oder abonniere unseren Newsletter UPDATE.