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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.

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Der Beitrag Facebook und X am Ende? Das AT-Protokoll könnte alles ändern erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Dezentrale soziale Netzwerke versprechen einen neuen Ansatz bei der Kommunikation. Denn Nutzer erhalten die Kontrolle über ihre Daten und Konten zurück, ohne an eine einzelne Plattform gebunden zu sein. Das AT-Protokoll spielt dabei eine große Rolle.

Die heutigen Platzhirsche bei den sozialen Netzwerken zeichnet vor allem ein Aspekt aus: Sie sind zentralisiert organisiert. Das bedeutet, dass Nutzer häufig an den Anbieter gebunden sind und keine Hoheit über ihre Daten besitzen. Doch das könnte sich künftig ändern. Und zwar dank des sogenannten Authenticated Transfer Protocols.

Was ist das AT-Protokoll – und wie funktioniert es?

Das AT-Protokoll organisiert die Verteilung digitaler Informationen von Grund auf neu. Digitale Identitäten basieren nicht mehr auf klassischen Benutzernamen, sondern auf kryptografisch gesicherten Identitäten, die auf eigenen Domain-Namen basieren. Dadurch lagern sämtliche Inhalte wie Beiträge, Kommentare oder Gefällt-Mir-Angaben in einem sogenannten Repository.

Bei einem solchen Repository werden Daten so strukturiert, dass sie lückenlos nachvollziehbar sind. Diese Struktur ist mit einem digitalen Logbuch vergleichbar, in dem alle Aktionen niedergeschrieben sind, die Nutzer auf der jeweiligen Plattform ausgeführt haben. Ist etwas unstimmig, kann man in dem Logbuch blättern und nachvollziehen, ob etwas tatsächlich so passiert ist.

Du entscheidest, wie Informationen dargestellt werden

Auch der Austausch von Informationen funktioniert etwas anders. Wer auf Reddit surfen will, geht dazu entweder auf die Reddit-App oder über die offizielle Reddit-Website. Anderen Wegen wurde bereits vor einigen Jahren der Riegel vorgeschoben. Beim AT-Protokoll ist das anders. Über ein weltweites Netzwerk namens Lexicon tauschen beteiligte Server ausschließlich strukturierte Inhalte aus, statt ganze Websites zu übertragen.

Das bedeutet, dass Nutzer selbst entscheiden können, wie sie Informationen konsumieren. Sei es über eine offizielle Website, eine Drittanbieter-App oder selbstständig aufbereitete Daten. Persönliche Mitteilungen und Erwähnungen laufen dabei über individuelle Datenserver, während großflächige Suchanfragen, globale Trends sowie komplexe Algorithmen durch spezialisierte Indexierungsdienste verarbeitet werden.

Wie das AT-Protokoll Daten und Reichweite entkoppelt

Durch diese Aufteilung trennt das AT-Protokoll die Veröffentlichung von Inhalten konsequent von deren tatsächlicher Reichweite. Das System funktioniert dabei wie ein Baukasten. Einzelne Elemente wie der Server-Anbieter lassen sich jederzeit austauschen. Bei einem Wechsel des Anbieters bleibt die eigene digitale Identität mitsamt allen bestehenden Verknüpfungen vollständig erhalten.

Fällt ein Server aus oder wird der Betrieb eingestellt, schützt ein integrierter Sicherheitsmechanismus vor unbeabsichtigtem Datenverlust. Denn Nutzer können jederzeit mit einem speziellen Wiederherstellungsschlüssel ihr Konto ohne Unterstützung einer dritten Partei wiederherstellen und auf einen neuen Server übertragen.

Herausforderungen für Entwickler und die Infrastruktur

Trotz dieser Flexibilität hat die Architektur auch ihre Macken. Lokale Sicherungskopien auf Nutzer-Endgeräten sind etwa durch den verfügbaren Speicherplatz begrenzt. Zudem ist die Entwicklung einer solchen Plattform aufgrund der Flexibilität etwas aufwendiger.

Daher hängt der langfristige Nutzen primär von der Nachfrage ab. Doch gelingt der Aufbau einer solchen Infrastruktur, kann das System Nutzer dauerhaft vor der Kontrolle einzelner Gatekeeper wie Meta oder X schützen. Das AT-Protokoll stellt somit einen vielversprechenden Ansatz dar, um die Souveränität über persönliche Daten zurück in deine Hände zu legen.

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Der Beitrag Waymo vs. Tesla: Wer hat beim autonomen Fahren die Nase vorn? erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Waymo und Tesla setzen beim autonomen Fahren auf völlig unterschiedliche Techniken. Doch wie funktionieren die beiden Ansätze im Detail und gibt es einen klaren Gewinner?

Autonome Fahrzeuge dringen langsam aber sicher in unseren Alltag vor. Dabei haben sich in den vergangenen Jahren zwei Unternehmen als Pioniere auf dem Feld herauskristallisiert: Waymo und Tesla. Waymo-Fahrzeuge haben bereits einige Kilometer hinter sich gebracht, denn der Dienst ist seit 2020 vollständig autonom unterwegs. Tesla startete hingegen erst Mitte 2025 seinen eigenen Taxi-Dienst, der sich nicht in der Testphase befindet.

Zunächst noch mit umgebauten Model Y-Fahrzeugen, in Kürze in der Breite mit dem sogenannten Cybercab. Während Waymo auf festgelegtes Wissen und eine Mischung aus Lidar-, Radar- und Kameradaten setzt, kommt bei Tesla ein System namens Pure Vision zum Einsatz, das eher die Umgebungsinformationen zur Laufzeit nutzt und mittels eines neuronalen Netzwerks berechnet. Das wird auch dann deutlich, wenn man die Ausstattung der Fahrzeuge vergleicht.

Unterschiedliche Ansätze: Wie autonomes Fahren bei Waymo und Tesla funktioniert

Die Waymo-Flotte ist mit vorab vermessenen HD-Karten ausgestattet, die gleichzeitig über Wissen zu Objekten und Verkehrsregeln verfügt. Während der Fahrt messen die Lidar-Sensoren die Distanz zu Hindernissen und erstellen aus den Informationen eine Punktwolke der Umgebung.

Gleichzeitig schätzen Kameras die Situation und die Entfernung zu Objekten rein von einer zweidimensionalen Sicht ein. Insgesamt kommen so 13 Kameras, vier Lidar-Einheiten, sechs Radar-Einheiten und Audio-Empfänger unter die Haube. Bei Tesla verzichten die Ingenieure hingegen auf ein klassisches Radar.

In den autonomen Modellen von Tesla basiert das Fahren auf einer reinen Kamera-Architektur. 48 intelligente Netzwerke, deren Training nahezu 70.000 GPU-Stunden in Anspruch nimmt, interpretieren die Informationen dann und setzen sie in einen Kontext. Im Endeffekt geht es bei Tesla also primär um Daten, was alleine 2,5 Milliarden Telemetrie-Pakete im dritten Quartal 2025 deutlich machen.

Autonomes Fahren soll generell sicherer sein

Beim Thema Sicherheit veröffentlichen beide Unternehmen zwar Daten, diese basieren jedoch auf unterschiedlichen Messmethoden und lassen sich nicht direkt gegenüberstellen. Waymo gibt an, dass die Autos 92 Prozent weniger Unfälle mit schweren Verletzungen oder Todesfolge verursachen, die Anzahl an Unfällen mit Verletzten sinke um 82 Prozent. Bei Tesla sprechen die Verantwortlichen von siebenmal weniger schwere und leichte Kollisionen bei fünfmal weniger Kollisionen auf Land- und Stadtstraßen.

Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass Waymo und Tesla auf unterschiedliche Ansätze setzen, die das autonome Fahren sicherer gestalten sollen. Während bei Waymo der Aufwand vor der Fahrt durch Vermessungen und HD-Daten etwas höher ist, liegt die Sicherheit bei Tesla eher in der richtigen Interpretation der KI-Modelle. Das führt auch dazu, dass beim Taxi-Dienst von Tesla in der Bay Area noch ein Sicherheitsfahrer am Steuer sitzt, während das Modell in Dallas und Houston auch ohne Support auskommt.

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Der Beitrag Big Tech giert nach unseren Gedanken: Wie sicher ist unser Gehirn noch? erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Gehirn-Computer-Interfaces versprechen Hoffnung für viele Menschen, doch was bedeutet das für den Datenschutz? Wie sicher sind unsere intimsten Gedanken noch in einer futuristischen KI-Welt?

Wie sieht die Zukunft aus? Über diese Frage rätseln viele von uns. Ein mögliches Szenario ist, dass eines Tages eine Art Mensch-Maschine-Interface eingesetzt wird, um unser Gehirn mit der Außenwelt verbinden zu können. Sogenannte Gehirn-Computer-Interfaces (BCI) tragen bisher nur weniger als 100 Menschen. Das Potenzial ist dennoch groß.

So ermöglichten 253 auf der Gehirnoberfläche platzierte Elektrode bei der gelähmten Patientin Ann Johnson etwa wieder eine Teilnahme am Leben. Sie kann damit über einen Avatar und eine verbundene Sprachausgabe bis zu 78 Wörter pro Minute sprechen. Das dahinterliegende Decodierungssystem entstand an der Universität Texas und benötigte lediglich 16 Stunden Podcasts als Training.

Oft ist unklar, was mit den Gehirndaten passiert

Eine Studie der Neurorights Foundation aus dem April 2024 unter 30 sogenannten Konsumenten-Neurotech-Unternehmen zeichnet ein klares Bild. Häufig weisen diese demnach noch erhebliche Lücken beim Datenschutz auf. 29 dieser Unternehmen konnten uneingeschränkt auf die Gehirndaten von Testpersonen zugreifen. Davon behielten sich zwei Drittel vor, diese Daten auch an Dritte weiterzugeben.

Das hat weitreichende Auswirkungen. Denn sobald Gehirndaten an Dritte verkauft werden, greift die ursprüngliche Nutzervereinbarung nicht mehr. Dadurch verlieren Verbraucher den Anspruch auf Schutz dieser Daten. Außerdem gibt es auf diesem Feld noch kaum gesetzliche Regulierungen, weshalb Daten teils unkontrolliert ausgetauscht werden können.

Doch es gibt auch Positivbeispiele: So hat Chile bereits den Schutz von Gehirnaktivitäten und -daten durch eine Änderung in der Verfassung verankert. Auch der US-Bundesstaat Colorado hat im April 2024 die eigenen Datenschutzgesetze angepasst, um Gehirndaten zu schützen.

Können wir bald unser Gehirn monetarisieren?

Denkbar sind Szenarien, in denen jeder von uns seine Gehirndaten monetarisieren könnte. Neurowissenschaftler Jack Gallant spricht von einem „Thinking Hat“. Probanden erhielten etwa bereits 30.000 US-Dollar pro Jahr dafür, dass sie ihre Gedanken im Alltag über Gehirnscans teilten. Steht uns also eine Zukunft bevor, in der Data-Mining auch in unserem Gehirn stattfindet?

Bereits heute gelingt es Neurowissenschaftlern Wörter, Emotionen und abstrakte Gedanken von Menschen über das Gehirn zu entschlüsseln. In Experimenten gelang es sogar mittels optogenetischer und holografischer Lasersysteme Warnmeldungen direkt in das Gehirn von Tieren einzupflanzen, ohne dass die Testobjekte einen Unterschied vernahmen.

Eine neue Einnahmequelle für die großen Werbeunternehmen

Geht es um Patente und öffentliche Informationen wird deutlich, dass Technologiekonzerne wie Apple, Meta und Snap derzeit Lösungen entwickeln, um Gedanken in Steuerbefehle zu übersetzen. Vielleicht dauert es also nicht mehr lange, bis erste Gehirn-Computer-Schnittstellen alltagstauglich werden.

Denkbar ist zudem die Entwicklung eines Bereichs namens „Neuromarketing“. Dabei könnten Werbetreibende unterbewusste Reaktionen von Menschen auslesen, um ihre Produkte durch tiefe psychologische Einblicke besser zu platzieren. Je nach Stimmung würden wir dann unterschiedliche Variationen der gleichen Anzeige sehen.

Gehirn-Computer-Interfaces bringen auch Hoffnung für erkrankte Personen

Trotzdem gibt es auch Hoffnung. Denn wie bereits erwähnt können solche Systeme auch Lebensqualität zurückbringen. Gelähmte könnten etwa wieder kommunizieren, während Ärzte möglicherweise psychische Erkrankungen besser diagnostizieren und behandeln können.

Trotzdem sollten wir uns zeitnah die Frage stellen, wie wir unsere wichtigsten und intimsten Informationen langfristig schützen können. Denn gelangen die Daten in die falschen Hände, dürfte der persönliche Schaden für viele enorm sein.

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Der Beitrag Strom aus 4.000 Metern Höhe: Dieser Zeppelin soll Energie erzeugen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Das chinesische Start-up Sawes Energy will Flugwindenergie in 4.000 Metern Höhe nutzen. Zwei Prototypen wurden dazu in die Luft gebracht und weiterentwickelt. Das Ziel: Der Zeppelin sollen saubere Energie aus hohen Luftgefilden zur Erde bringen.

Geht es um Elektrizität aus der Windkraft, denken viele wahrscheinlich an klassische Windkraftanlagen. Doch  Forscher aus China arbeiten bereits seit einiger Zeit an einer alternativen Lösung: der Nutzung von fliegenden Kraftwerken. Laut einem Bericht des chinesischen Fernsehsenders CCTV sowie einem Artikel der South China Morning Post erzielten die Verantwortlichen deutliche Fortschritte.

Der Flugwindenergie-Prototyp S4000 soll in einem Versuchsaufbau eine Flughöhe von 4.000 Metern über dem Meeresspiegel erreicht haben. Dieser erinnert an einen Zeppelin und wurde vom Start-up Sawes Energy Technology zusammen mit der Tsinghua-Universität und dem Aerospace Information Research Institute der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelt.

Konstruktion erzeugt Flugwindenergie durch Helium und leichte Turbinen

Bisher gab es mit dem Modell S1500 und dem Modell S2000 bereits zwei Probeflüge. Die Modellnummern stehen dabei für die Flughöhe. Das Modell S1500 erreichte im September 2025 als erstes Fluggerät eine Leistung von einem Megawatt. Bei dem jüngsten Versuch mit dem S4000 gelang ein vollständiger Arbeitszyklus. Dieser besteht aus Aufstieg, Positionshaltung, Stromerzeugung und Bergung.

Das Fluggerät nutzt Helium, um in die entsprechende Höhe aufzusteigen. Besonders leichte Turbinen nutzen dann den Vorteil, dass in höheren Lagen deutlich stärkere Winde herrschen. Ein Halteseil sorgt nicht nur dafür, dass der Zeppelin an Ort und Stelle bleibt, sondern bringt die gewonnene Elektrizität auch sicher zurück zum Boden.

Mobil einsetzbar, aber Kosten-Nutzen noch unklar

Die Projektteilnehmer sprechen davon, dass das System besonders flexibel ist und so an verschiedenen Orten zum Einsatz kommen kann. Damit soll es sich hervorragend für die Energieversorgung an abgelegenen Orten eignen. Der Test gilt laut CCTV als Weltpremiere und wichtiger Durchbruch auf dem Weg zum ingenieurtechnischen Einsatz der Höhenwindenergie.

Trotzdem bleiben auch wichtige Fragen unbeantwortet. Etwa über den Wirkungsgrad und die Kosten der Technologie. Denn der Bericht spricht nicht davon, wie sich die Technologie etwa im Vergleich zu einem klassischen Generator oder Solarpanel schlägt. Es wird sich also zeigen müssen, ob wir eines Tages Luftschiffe zur Energieversorgung in den Himmel steigen lassen.

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Der Beitrag Neue E-Auto-Batterie soll 15.000 Ladezyklen standhalten erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Der japanische Technologiekonzern Toshiba hat mit Partnern kürzlich eine neue E-Autobatterie vorgestellt. Dank NTO-Anode bietet der Akku schnelle Ladezeiten und soll ohne Ablagerungen von metallischem Lithium bis zu 15.000 Zyklen standhalten.

Im derzeitigen Wandel zur E-Mobilität bleibt eine Sache essenziell: die Batterie. Neben der Kapazität und der Reichweite spielt auch die Haltbarkeit eine Rolle. Die Toshiba Corporation stellte kürzlich in Kooperation mit CBMM und der Sojitz Corporation eine neue Technologie vor, die genau an dieser Stelle ansetzt. Denn das neue Batteriemodell soll problemlos 15.000 Lade- und Entladezyklen standhalten.

Die Batteriezelle trägt den Namen SCiB Nb und nutzt die Lithium-Ionen-Technologie mit einer Niob-Titan-Oxid-Anode. Damit ist sie die erste Batterie mit einer solchen Anode. Die Nennkapazität liegt bei 50 Amperestunden und die Nennspannung bei 2,3 Volt. Über die 5C-Ladung (also das schnelle Laden) erreicht der Akku bereits innerhalb von 10 Minuten 80 Prozent seiner Ladung.

Toshiba-Batterie verhindert Ablagerungen von metallischem Lithium an der Anode

Der Vorteil der NTO-Anode ist, dass diese die Ablagerung von metallischem Lithium verhindern soll. Laut den Angaben bleibt diese Eigenschaft über wiederholte Schnellladezyklen erhalten und verhindert auf diesem Weg Kurzschlüsse in der Batterie. Die volumenbezogene Energiedichte liegt dabei bei 350 Wattstunden pro Liter und ist damit mit kohlenstoffbasierten Lithium-Eisenphosphat-Akkus vergleichbar.

Um die Technologie weltweit zu skalieren, tat sich Toshiba mit CBMM (dem weltgrößten Produzenten von Niob) und Sojitz (der exklusive Vertriebspartner von CBMM in Japan) zusammengetan. Die erste Praxisdemonstration gelang laut den Angaben mit einem E-Bus-Prototyp auf dem Werksgelände von CBMM in Araxá (Brasilien) und verlief erfolgreich. Das ist auch die primäre Zielgruppe der Technologie: gewerbliche Elektrofahrzeuge mit hohen Betriebszeiten (etwa Lkw oder Busse).

Geringerer Verschließ soll die Gesamtkosten senken

Durch den verringerten Akkuverschleiß versprechen sich die Firmen niedrigere Gesamtkosten. Das kommt unter anderem dadurch zustande, dass die Batterien seltener gewechselt werden müssen. Außerdem ermöglicht das schnelle Zwischenladen an festgelegten Haltepunkten eine Reduzierung der Anzahl installierter Batterien. Im Endeffekt soll auch die Umwelt profitieren, da so ein Umstieg der Branche auf die E-Mobilität vorangetrieben werden soll.

Langfristig muss sich aber noch zeigen, ob sich die hohe Zyklenfestigkeit auch im täglichen Dauereinsatz bestätigt. Zudem befindet sich der Akku nach wie vor in einer sogenannten Musterlieferphase. In dieser stehen die Batterien nur ausgewählten Kunden zur Verfügung. Es wird also noch etwas dauern, bis wir wirklich belastbare Daten vorliegen haben.

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Der Beitrag Statt Plastik und Stahl: Schwimmende Bambus-Solaranlage soll das Meer schützen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Herkömmliche schwimmende Solaranlagen nutzen meist Stahl- oder HDPE-Strukturen: Ein neues Projekt zeigt, wie Systeme aus Bambus die maritimen Umweltauswirkungen im Vergleich zu herkömmlichen Strukturen reduzieren können.

Blicken wir auf die nachhaltige Energieerzeugung, dann spielt die Solarenergie eine große Rolle. Doch herkömmliche Trägerstrukturen basieren typischerweise auf Stahl oder HDPE (Kunststoff). Das CIMC Ocean Engineering Institute zeigte kürzlich zusammen mit der China Forestry Group Corporation und der Beijing Forestry University, wie es anders gehen kann.

Aus der Zusammenarbeit ist ein erster Prototyp mit dem Namen Jilin No. 1 herausgekommen. Dieser wies bereits eine Leistung von zehn Kilowatt auf. Die Nachfolgevariante Jilin No. 2 erreichte nach Fertigstellung am 24. Juli 2026 eine Leistung von 100 Kilowatt. Das Besondere an den Prototypen ist, dass sie auf Bambus als Trägermaterial basieren und dadurch deutlich nachhaltiger sein sollen.

Schwimmende Solaranlagen setzen auf Bambus anstatt auf Stahl oder Plastik

Zum Einsatz kommen Bambus-Wickelrohre, die bereits in der dritten Generation existieren und ein sogenanntes Meer-Bambus-Rohr. Dabei handelt es sich um einen vorgespannten, faserverstärkten Holz-Bambus-Verbundstoff. Der Vorteil von Bambus liegt im Vergleich zu Stahl auf der Hand: Er ist stabil, leicht und korrosionsbeständig.

Außerdem zeigt das System gerade in einem Gebiet die eigenen Stärken: auf dem Wasser. Denn schwimmende Solaranlagen auf Stahl- oder HDPE-Trägern können das maritime Ökosystem belasten.

Weltweiter Standard angestrebt

Das Pilotprojekt in der Provinz Shandong soll grünen Strom für ein Demonstrationsprojekt zur Generierung von Wasserstoff, Ammoniak und Methanol liefern. Die Projektbeteiligten wollen zudem einen weiteren Prototyp bauen. Dieser soll eines Tages im Megawatt-Bereich liegen.

Ziel ist es auch, einen Standard zu schaffen, um künftig weltweit grüne maritime Werkstoffe zu nutzen. Es besteht also das Potenzial, dass wir in einer nicht allzu fernen Zukunft vielleicht auch hierzulande ähnliche Systeme im Praxiseinsatz sehen könnten.

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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.

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Der Beitrag Riesige Eisen-Luft-Batterie soll 35.000 Haushalte tagelang mit Energie versorgen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Das niederländische Unternehmen Ore Energy hat einen Energiespeicher auf Basis von Eisen-Luft-Batterien gebaut. Mit einer Kapazität von einer Gigawattstunde soll die Anlage mehr Stabilität ins europäische Stromnetz bringen. Sie könnte Zehntausende Haushalte tagelang mit Energie versorgen.

Die Zukunft gehört den erneuerbaren Energien. Doch es bleiben große Herausforderungen, wenn es darum geht, Energie für einen späteren Zeitpunkt zu speichern. Das Unternehmen Ore Energy aus Amsterdam stellte daher kürzlich mit dem Energieanbieter Budget Thuis einen neuen Energiespeicher vor. Dieser soll genügend Energie für Tausende Kunden speichern können.

Konkret geht es um eine Abnahmevereinbarung für eine Eisen-Luft-Batterie mit einer Kapazität von einer Gigawattstunde. Das Projekt ist in mehrere Phasen eingeteilt und soll bis 2028 bereits 400 Megawattstunden zur Verfügung stellen. Laut Angaben können die containerartigen Batterien Energie flexibel zwischen 24 und 100 Stunden speichern.

Eisen-Luft-Batterie behauptete sich bereits im Pilotversuch in Frankreich

Ein netzgekoppelter Pilotversuch in Frankreich soll die Entladung über vier Tage unter realen Bedingungen bereits zwischen August und November 2025 bewiesen haben. Damit ist die Technologie scheinbar bereit für den Endkunden in den Niederlanden. Budget Thuis könnte damit als Versorger über eine Million Kunden erreichen. Aytaç Yilmaz, Co-Gründer und CEO of Ore Energy, dazu:

Wir haben gezeigt, dass unsere Eisen-Luft-Technologie im europäischen Energieversorgungssektor funktioniert, und dieser Einsatz ist der nächste Schritt auf dem Weg zur Kommerzialisierung. (…) Wir sind davon überzeugt, dass die Eisen-Luft-Technologie für die Windenergie ebenso wichtig werden wird wie die Lithium-Ionen-Technologie für die Solarenergie.

Das Projekt bildet den bislang größten Abnahmevertrag für Eisen-Luft-Energiespeicher auf dem europäischen Festland. Die Technologie birgt den Vorteil, dass sie nur auf Eisen, Wasser und Luft angewiesen ist. Seltene Bestandteile wie etwa Lithium oder Kobalt sind nicht nötig. Damit begegnet sie optimal dem Zuverlässigkeitsproblem europäischer Stromnetze. Denn weiterhin ist nicht ganz klar, welcher Weg sich zur Speicherung von Wind- oder Solarenergie am besten eignet.

Europäische Unabhängigkeit im Stromnetz?

In der Veröffentlichung sprechen die Projektpartner davon, dass sich die Preise für Verbraucher stabilisieren sollen. Denn durch den Ansatz reduziere sich die Abhängigkeit von volatilen Großhandelsstrom- und Gaspreisen. Außerdem setzt der Speicher auf eine ausschließlich europäische Lieferkette.

Obwohl Energie ein wichtiges Gut ist, findet nach wie vor Stromverschwendung im europäischen Netz statt. Schließlich regeln Betreiber heutzutage die Produktion von Ökostrom ab, da ausreichend Speicherkapazitäten fehlen. Die Eisen-Luft-Batterie könnte somit eine nachhaltige Option bieten, die durch ihre Bauart zeitgleich nicht brennbar ist.

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Ein neuer Solarthermie-Kollektor des ETH-Maschinenbauingenieurs Luca Thommen wandelt Sonnenlicht direkt in nutzbare Industriewärme um. Das System soll endlich Nachhaltigkeit in die Branche bringen und die Abhängigkeit von Erdgas reduzieren. 

Künftig dürfte es immer wichtiger werden, den hohen Wärmebedarf der Industrie durch nachhaltige Alternativen zu decken. Gerade die Industrie hat bei der Herstellung von Rohstoffen oder Produkten einen besonders hohen Bedarf. Doch bisher decken solche Betriebe häufig ihren Prozesswärmebedarf über die Verbrennung von Erdgas, da nachhaltige Optionen fehlen. Das könnte sich bald ändern.

Der ETH-Maschinenbauingenieur Luca Thommen entwickelte im Rahmen seiner Masterarbeit bei Professor Aldo Steinfeld den Solarthermie-Kollektor „SolarHeat“. Dieser birgt einen entscheidenden Vorteil, denn er wandelt Sonnenlicht direkt in nutzbare Wärme um.

Solarthermie-Kollektor besteht aus fünf Schichten und günstigen Dämmstoffen

Die Umwandlung erfolgt, indem Reflektoren die Strahlung auf eine Absorberplatte lenken. In der Folge entsteht Hitze, die ein darauf befindliches Medium (etwa Luft oder Wasser) aufheizt. Der Kollektor besteht aus fünf verschiedenen Schichten: einer Deckschicht, einer optischen Schicht, der Absorptionsschicht, einer Wärmeübertragungsschicht und der Rückseite.

Das Konzept setzt auf günstige Dämmstoffe und soll daher auch beim Preis konkurrenzfähig sein. Metall verbaute Thommen hingegen nur an wirklich notwendigen Stellen. In einem ersten Versuch auf dem ETH-Dach erreichte das System die gewünschten Temperaturen für Anwendungsbereiche von bis zu etwa 150 Grad Celsius.

Innovationen für Industriewärme scheitern oft

Langfristig soll durch den SolarHeat ein direktes Einsparpotenzial bei fossilen Energieträgern in der Industrie entstehen. Das könnte die CO2-Emissionen und die Abhängigkeit von schwankenden Energiepreisen reduzieren. Erste mögliche Branchen sind laut der Veröffentlichung die Milchverarbeitung, Koch- und Reinigungsprozesse in der Lebensmittelindustrie oder die Destillation in der Pharma- und Chemiebranche.

Das Projekt zeigt, dass gerade in diesem Bereich auch echte Innovationen entstehen können. Bisher sind nachhaltige Lösungen für den mittleren Temperaturbereich häufig an mangelnder Wirtschaftlichkeit gescheitert. Jetzt hängt die industrielle Adaption maßgeblich davon ab, ob die angestrebte Kostenreduktion gelingt und ein marktfähiges Produkt entwickelt werden kann. Thommen formuliert es kurz und prägnant: „Am Anfang steht die Technik. Aber am Ende entscheidet der Markt.“

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Der Beitrag Deutschlands größter Batteriespeicher geht ans Netz – für 250.000 Haushalte erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Ein neuer Batteriespeicherverbund soll ab sofort für mehr Netzstabilität sorgen. Der Versorger Münch Energie will bis zu 250.000 Haushalte auch dann mit Ökostrom beliefern, wenn die Sonne mal nicht scheint oder Windstille herrscht. 

Um die zur Verfügung stehende Wind- und Solarenergie so effektiv wie möglich zu nutzen, benötigt es innovative und leistungsfähige Batteriespeicher. Denn während zur Mittagszeit zu viel Energie aus der Sonne kommt, geht das Netz nach Sonnenuntergang schnell in die Unterversorgung. Bei Windstille zeichnet sich ein ähnliches Phänomen ab.

Damit wir auch dann nachhaltigen Strom nutzen können, eröffnete Münch Energie kürzlich den größten Batteriespeicherverbund Deutschlands. Das System steht in Leuna/Krumpa (Sachsen-Anhalt) und verspricht eine Leistung von 250 Megawatt.

Das reicht aus, um etwa 250.000 Haushalte fortlaufend mit Energie zu versorgen. Die Speicherkapazität soll derzeit bei 500 Megawattstunden liegen, mit einem geplanten Ausbau auf 800 Megawattstunden bis Ende 2026.

Batteriespeicherverbund besteht aus fünf zusammengeschalteten Teilanlagen

Der Bau der Anlage dauerte laut Projektangaben ungefähr sechs Monate und kam ohne staatliche Förderung aus. Der größte Batteriespeicher Deutschlands besteht aus fünf Teilanlagen, die über zugehörige Umspannwerke miteinander verbunden sind. Somit kann ab sofort überschüssige Wind- und Solarenergie aus dem privaten und öffentlichen Netz aufgenommen und gespeichert werden.

Mit solchen Bauprojekten möchten Versorger künftig die Abhängigkeit von Stromimporten aus Drittstaaten reduzieren. Denn steht einmal nicht genügend Elektrizität zur Verfügung, muss diese zum Marktpreis aus dem Ausland bezogen werden. Und gerade nachts fällt nicht nur das Angebot in Deutschland knapper aus.

Erzeugungsspitzen kein Problem mehr?

Unternehmen wie Münch Energie verschaffen sich also deutlich mehr Flexibilität, um Erzeugungsspitzen auszugleichen und zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. Das könnte auch weitere Vorteile schaffen, wie etwa die Schaffung von Arbeitsplätzen in der Branche. Außerdem bleibt Deutschland langfristig autark beim Energiemanagement.

Mario Münch, Gründer und Inhaber der Münch Gruppe dazu:

Über die Zukunft einer Region entscheidet heute ihre Energieinfrastruktur. Wo Strom günstig, sicher und grün ist, dorthin gehen die Investitionen. […] Wir bringen Erzeugung, Netze und Speicher mit, die Region bringt ihre Flächen, ihre Menschen und ihren Willen ein.

Damit könnte die deutsche Energieversorgung einen wichtigen und richtigen Schritt in eine nachhaltige Zukunft gehen.

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Mit Coalburn 1 geht in Schottland das größte Batteriespeichersystem Europas ans Netz. Die Anlage soll die Resilienz der Stromnetze erhöhen und Kosten für die Verbraucher senken.

Für den Ausbau der erneuerbaren Energien ist es wichtig, dass Strom flexibel gespeichert werden kann. Das unterstützt die Integration der Erneuerbaren in das Stromnetz. Einen weiteren Schritt in diese Richtung geht jetzt Schottland. Dort nahm das größte Batteriespeichersystem in Europa den Betrieb auf.

Die korkende Daten über die kommerzielle Inbetriebnahme des Projekts Coalburn 1 gehen aus einer Pressemitteilung der Investmentgesellschaft Copenhagen Infrastructure Partners (CIP) hervor. Coalburn 1 steht in South Lanarkshire und soll eine Leistung von 500 Megawatt haben. Damit soll eine Speicherdauer von zwei Stunden erreicht werden.

Batteriespeichersystem verspricht im Verbund bis zu 1,5 Gigawatt Leistung

Als Technologie kommt die klassische Lithium-Ionen-Batterie zum Einsatz. Zusammen mit den Anlagen Coalburn 2 und Devilla will CIP sogar bis zu drei Gigawattstunden Speicherkapazität und 1,5 Gigawatt Leistung zur Verfügung stellen. Die Technologie soll primär die Flexibilität und die Resilienz des britischen Elektrizitätssystems stärken. Nischal Agarwal, Partner bei CIP, dazu:

Als Europas größtes betriebsbereites Batteriespeichersystem wird Coalburn 1 die Flexibilität und Resilienz des britischen Stromsystems verbessern, die Integration von mehr erneuerbarer Energie unterstützen und dazu beitragen, die Kosten für Verbraucher zu senken.

Stehen also Überkapazitäten aus Ökostrom zur Verfügung, können die Energiespeicher diese auffangen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder flexibel ins Netz einspeisen. Im Endeffekt könnte das für britische Verbraucher einen geringeren Beitrag auf ihrer Stromrechnung bedeuten.

Bessere Versorgungssicherheit, fragwürdige Technologie

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Energiespeicher wie Coalburn 1 die Netz- und Versorgungssicherheit in Großbritannien steigern können. CIP sieht in der Technologie eine Schlüsselinfrastruktur für die globale Energiewende.

Trotzdem bleibt offen, inwieweit diese Speicher auf Lithium-Ionen-Technologie basieren werden. Zwar nennt CIP keinerlei Risiken oder Gefahren, trotzdem bleibt die große Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen und die Brennbarkeit ein Thema. Andere Technologien könnten daher mittelfristig vielleicht die Führung übernehmen.

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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.

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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.

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Der Beitrag Wasserstoff aus Bioabfall: Neues Verfahren mit fast 100 Prozent Ausbeute erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Forschern ist es mithilfe eines neuen Verfahrens gelungen, äußerst effizient Wasserstoff aus Ameisensäure herzustellen. Durch jährlich anfallende Bioabfälle in einer Größenordnung von mehreren Millionen Tonnen erscheint das daraus entstehende Potenzial enorm.

Neben der Wind- und Solarkraft hat sich Wasserstoff zu einer wichtigen Säule der Energieversorgung entwickelt. Doch häufig ist die Produktion weiterhin ein Problem. Produzieren wir etwa Wasserstoff mit Kohlestrom, so verschieben sich die Emissionen nur weiter nach vorn in den Lebenszyklus. Forscher des Leibniz-Instituts für Katalyse e.V. (LIKAT) haben in Kooperation mit dem bayerischen KMU OxFA jetzt aber eine mögliche Lösung vorstellt.

Es geht um ein neuartiges Katalysatorsystem, das die Freisetzung von Wasserstoff aus biobasierter Ameisensäure ermöglicht. Als Basis dienen verholzte oder feuchte Reststoffe, vergorene Biomasse oder Abfälle aus der Industrie. Laut Daten des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) fällt allein in Deutschland Biomasse in einer Größenordnung von rund 31 Millionen Tonnen Trockensubstanz pro Jahr an.

Fast 100 % Ausbeute bei Umwandlung von Ameisensäure in Wasserstoff

In einer Pilotanlage im OxFA-Technikum lief das System über 820 Stunden stabil. Dabei entstanden etwa 30 Kubikmeter Wasserstoff im kontinuierlichen Betrieb. Das entspricht in etwa dem, was ein modernes Wasserstoffauto über 250 Kilometer verbraucht. Das System soll mit Ameisensäure mit einem Wassergehalt von fünf bis 99 Prozent funktionieren. Die Reaktion erfolge bei etwa 65 Grad Celsius. Henrik Junge, unter dessen Leitung am LIKAT in Rostock das System entwickelt wurde, dazu:

Unser Katalysator zeigt zwar eine leicht geringere Aktivität als andere bekannte Systeme, jedoch können unterschiedlichste Wassergehalte in der biogenen Ameisensäure problemlos verwendet werden – Dr. Henrik Junge, leitender Forscher des Projekts

Der Katalysator selbst besteht aus einem speziellen Helferstoff (Ruthenium-Komplex mit Amin-Additiv) und zeige während der chemischen Reaktion eine besonders hohe Effizienz. Denn fast 100 Prozent der Wasserstoffatome sollen aus der Ameisensäure abgespaltet worden sein. Ein weiterer Vorteil liegt laut den Forschern in der nicht notwendigen Reinigung. Denn das vorhandene Wasser muss vor der Reaktion nicht erst energieintensiv herausgefiltert werden.

Ameisensäure dient als Speichersystem für den Transport

Im Resultat entsteht also eine Option, durch die sich künftig vielleicht relativ energiesparsam Wasserstoff herstellen ließe. Die Ameisensäure dient dabei nicht nur als Ausgangsstoff, sondern auch als Mittel, um Wasserstoff zu lagern und zu transportieren. Durch die angepriesene Reaktion bei 65 Grad Celsius wäre ein Einsatz in klassischen Niedertemperatur-Brennstoffzellen kein Problem.

Trotzdem gibt es noch Herausforderungen. So weist der neue Katalysator eine geringere Reaktionsgeschwindigkeit als bekannte chemische Systeme auf. Außerdem sammelt sich kontinuierlich Wasser in dem System an, das mittelfristig entfernt werden muss, ohne dabei den Katalysator zu verlieren.

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Das Fraunhofer ISE hat mit amerikanischen Partnern demonstriert, wie wir künftig das Potenzial der Sonne besser nutzen könnten. Silizium-Solarzellen im Weltraum sollen dazu die Kosten für Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen deutlich senken. 

Energie ist einer der wichtigsten Bestandteile unseres modernen Lebens. Ist etwa kein Strom verfügbar, dann bringen uns selbst die besten technischen Errungenschaften nichts. So ähnlich verhält es sich im Weltraum. Denn egal, ob Satelliten oder die ISS: Ohne Elektrizität funktioniert fast gar nichts mehr.

Deshalb haben sich bereits seit geraumer Zeit Solarzellen als wichtige Technologie in der Raumfahrt etabliert. Denn im Weltraum ist das Licht der Sonne die praktischste Energiequelle. Doch bisher fanden sich als Materialbasis häufig nur sogenannte III-V-Standardhalbleiter. Diese haben das Problem, dass sie besonders schwer und teuer sind.

Wie stabil sind die neuen Silizium-Solarzellen im Weltraum?

Hier kommt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ins Spiel. Gemeinsam mit dem US-amerikanischen Unternehmen Source Energy und der M10 Solar Equipment GmbH entwickelten Forscher neue, leichtere und kostengünstigere Solarzellen aus Silizium.

Source Energy testete diese nach langer Entwicklung kürzlich erfolgreich im Rahmen eines ersten Praxistests. Zuvor zeigten Simulationen, dass nach 40.000 Temperaturwechseln zwischen minus 70 und plus 80 Grad Celsius noch 94,8 Prozent der Ursprungsleistung verfügbar gewesen seien.

Damit die Zellen auch lange in erdnahen Umlaufbahnen überleben und eine gute Ausbeute erzielen, nutzten die Forscher die sogenannte Schindel-Matrix-Verschaltung. Dabei werden die Siliziumzellen in Streifen geschnitten und anschließend wie bei einem Mauerwerk überlappend angeordnet.

Für einen optimalen Sitz soll ein elektrisch leitfähiger Klebstoff sorgen. Dieser birgt den Vorteil, dass der elektrische Strom selbst bei Beschädigungen (etwa durch Weltraummüll) um die schadhafte Stelle herumfließen kann.

64 Gramm pro Modul: Was die Silizium-Technik konkret leistet

Ein einzelnes Modul soll lediglich 64 Gramm wiegen und eine Modulfläche von 629 Quadratzentimetern haben. Die durchschnittliche Leistung erreicht laut den Angaben im Schnitt etwa 15,6 Watt, wobei im Idealfall selbst 16,1 Watt möglich sind. Damit liegt der Wirkungsgrad bei 18,8 Prozent. Somit eignen sich die Module ideal für Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen.

Auch die Kosten bleiben aufgrund der Schindel-Matrix-Technologie im Rahmen. Bryan Mazor, CTO bei Source Energy, dazu:

Als Herzstück der Produktion ermöglicht sie uns PV-Module für unter 5 Dollar pro Watt herzustellen. Der automatisierte Fertigungsprozess macht uns nicht nur kostengünstiger, sondern auch deutlich schneller als dies derzeit bei III-V-PV-Produkten für den Weltraum der Fall ist.

Trotzdem bleiben einige Limitationen. So waren bisher reale Tests direkt im Orbit nicht möglich, weshalb die Lebensdauer lediglich berechnet werden konnte. Diese Berechnungen zeigen auch, dass nach sieben Jahren der Leistungsabfall im Vergleich zum Neuzustand etwa 24 Prozent beträgt. Gleichzeitig besteht in der Branche noch eine signifikante Abhängigkeit von III-V-Solarzellen.

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Der Beitrag Handreinigung ade: Nanobeschichtung steigert Solar-Ertrag um bis zu 32 Prozent erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Schmutzige Solarmodule verlieren spürbar an Leistung, regelmäßiges Putzen ist aber aufwendig und teuer. Eine aktuelle Studie zeigt jetzt: Eine hauchdünne Nanobeschichtung steigert den Stromertrag um bis zu 32 Prozent und übertrifft damit sogar die tägliche Handreinigung.  

Die Rekordtemperaturen im Sommer 2026 zeigen, dass wir in vielen Bereichen nachhaltiger denken müssen. Doch es gibt auch gute Nachrichten. Denn hierzulande erzeugen wir immer mehr Energie über nachhaltige Energieträger. So stammten etwa 16,9 Prozent der Stromversorgung im Jahr 2025 aus der Solarenergie.

Andererseits birgt die Technologie aber auch einige Herausforderungen. Denn wenn Solarpanels einmal schmutzig sind, sinkt ihre Leistung rapide. Eine neue Untersuchung von C. Ayyanar und R.V. Sabariraj zeigt aber, dass eine einfache Nanobeschichtung dieses Problem relativ einfach lösen kann.

So schnitt die Solar-Beschichtung im Test ab

Die Forscher testeten über 45 Tage hinweg drei 165-Watt-Solarmodule unter freiem Himmel. Eines war mit einer üblichen Schmutzschicht bedeckt, ein weiteres wurde per Hand gereinigt und das dritte erhielt die bereits erwähnte Nanobeschichtung. Ergebnis: Das beschichtete Panel lieferte 16 Prozent mehr elektrische Leistung als das ungereinigte Modul.

Doch damit nicht genug. Denn die Nanobeschichtung entspiegelte auch das Modul, was die Ausgangsleistung um bis zu 31,76 Prozent erhöht haben soll. Auch im Vergleich zum per Hand gereinigten Solarpanel erzielte die beschichtete Variante einen bis zu sieben Prozent höheren Stromertrag.

Ein Grund liegt darin, dass die Nanobeschichtung die Temperatur des Moduls um circa zwölf Prozent (Staubmodul), respektive sieben Prozent (Handreinigung) senkte. Außerdem gleiten Wasser und Schmutz durch den Perleffekt sofort ab, sodass Module automatisch sauberer bleiben.

Wie aufwendig ist die Nanobeschichtung in der Praxis?

Der Materialaufwand ist den Forschern zufolge relativ gering. Für einen Quadratmeter Fläche benötigten sie nach eigenen Angaben lediglich fünf bis zehn Milliliter an Flüssigkeit. Die aufgetragene Nanobeschichtung ist nur 1,5 bis zwei Mikrometer dick.

Solaranlagen-Betreiber sollen schon rund 60 Minuten nach dem Auftragen vom vollen Effekt profitieren. Da die Beschichtung eine Lebensdauer von circa drei Jahren aufweist, ist bei einer Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren pro Modul achtmal eine Auffrischung notwendig.

Es gibt aber auch kleinere Nachteile. Bevor eine neue Beschichtung aufgetragen werden kann, muss die alte Schicht zunächst entfernt werden. Zusätzlich sorgt der Ansatz für eine leichte optische Veränderung der Module. Denn es entsteht eine leichte Rauheit, die einen regenbogenartigen Schimmer zur Folge hat. Das Ganze soll aber keine Auswirkungen auf die Funktionsweise haben.

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Der Beitrag Für Europa: Fraunhofer und SAP wollen US-Cloud-Anbieter austricksen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Europäische Unternehmen hängen bei der digitalen Infrastruktur stark von US-Konzernen ab. Eine neue Open-Source-Architektur hinter Cloud Edge Computing soll nun die Wende einleiten und die Datenverarbeitung direkt vor Ort ermöglichen. Damit könnte eine unabhängige und nachhaltige digitale Infrastruktur in greifbare Nähe rücken. 

Ein Blick auf die Internetinfrastruktur offenbart ein klares Bild: Wir in Europa zeigen eine deutliche Abhängigkeit von US-Konzernen, wie Amazon, Google oder Microsoft. Allein diese Anbieter verwalten etwa 70 Prozent der europäischen Infrastruktur. Im Resultat ist aber nicht immer ganz klar, wohin die Daten europäischer Bürger und Firmen fließen.

Eine Lösung des Problems könnten dezentrale Netzwerke sein. Derzeit entwickeln das Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST und für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC sowie SAP im Rahmen der EU-Initiative IPCEI-CIS eine Architektur (ApeiroRA), die zentrale Rechenzentren mit genau diesen dezentralen Netzwerken vereinen soll. Das könnte dann so aussehen, dass die Verarbeitung von Informationen innerhalb der Rechenzentren in sogenannten Cloud Edges erfolgt.

Was ist Cloud Edge Computing?

Bei Cloud Edges handelt es sich um dezentrale Rechenknoten, die Cloud-Dienste physisch näher an ihre Nutzer bringen. Denn das ermöglicht die Datenverarbeitung vor Ort und reduziert Latenzzeiten teils drastisch. In den Cloud Edges erfolgt die Analyse von Informationen in Echtzeit, während die Cloud weiterhin als zentraler Speicher dient.

Und hier besteht in Europa großes Potenzial. Denn solche Cloud Edges könnten etwa direkt im Turmfuß eines Windrads oder auf einem beliebigen lokalen industriellen Betriebshof entstehen. Heinrich Pettenpohl, Abteilungsleiter für IT Service Providers am Fraunhofer ISST, fasst zusammen:

Im globalen Markt für Public-Cloud-Dienste hat Europa den Anschluss verloren. Im Bereich von Cloud Edge Computing ist das nicht der Fall. Daher verfolgt die EU-Kommission die Strategie, dezentrale, kleinere Rechenzentren, sogenannte Cloud Edges, zu fördern, sodass europäische Unternehmen direkten Zugriff haben und ihre Daten dort ablegen können.

Das Projekt hat auch die Nachhaltigkeit im Blick. Denn digitale Arbeitslasten sollen laut Angaben dynamisch an diejenigen Standorte verlagert werden, an denen im jeweiligen Moment ausreichend Ökostrom zur Verfügung steht.

Offene Standards für europäische Unternehmen

Für Unternehmen und Behörden bringen die offenen Schnittstellen weitere Vorteile. In sich isolierte Insellösungen sollen dann nämlich der Vergangenheit angehören. Denn der neue Ansatz soll erstmals eine besonders hohe Flexibilität und Interoperabilität bieten. Eine strikte Bindung an nur einen Anbieter findet dann nicht mehr statt.

Die Fraunhofer-Institute beschreiben auch konkrete Zukunftsszenarien. Intelligente Systeme könnten etwa zur Optimierung des eigenen Ressourcenverbrauchs digitale Zwillinge simulieren. Durch die Auswahl der besten Simulation ließe sich im Resultat dann die optimale IT-Konfiguration finden. Eine autonome Fehleranalyse und KI-gestützte Betriebsführung sollen Administrationsaufwände deutlich reduzieren.

Für die unabhängige Weiterentwicklung übergaben die Projektpartner ihre zentralen Ergebnisse an die NeoNephos Foundation. Diese ist Teil der Linux Foundation Europe und soll bald die komplexe Architektur schrittweise in konkrete Lösungen und Piloten überführen. Dabei sind höchste Sicherheitsstandards unverzichtbar, um die Informationen vor unbefugten Zugriffen zu schützen. Im besten Fall entsteht also eine übertragbare Lösung, die Europa mehr Unabhängigkeit, Transparenz und eine langfristige Wettbewerbsfähigkeit ermöglicht.

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Der Beitrag Im Schwarm: Mini-Turbinen sollen Gezeitenenergie endlich nutzbar machen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Strom aus Gezeitenströmungen gilt als eine der zuverlässigsten erneuerbaren Energiequellen. Bisher scheiterte die Technologie aber oft an hohen Kosten und einer aufwendigen Infrastruktur. Das US-Start-up Sitkana will das mit modularen Mini-Turbinen, die im Schwarm arbeiten, ändern. Im Atlantik finden bereits Tests unter realen Bedingungen statt.

Wie aus einer Pressemeldung hervorgeht, geht das Unternehmen Sitkana aus Alaska den nächsten Schritt bei der Erzeugung von Gezeitenenergie. Gemeinsam mit dem Testnetzwerk Marine Renewable Energy Collaborative erprobt das Clean-Tech-Start-up an der Bourne Tidal Test Site im Cape Cod Canal im US-Bundesstaat Massachusetts ein neues Prototyp-System.

Das Prinzip: Statt einzelner riesiger Anlagen setzt die Firma auf kleinere, modulare Mini-Gezeitenturbinen. Der Vorteil sei, dass ein flexibler Zusammenschluss wie bei Bausteinen möglich ist. Laut offiziellen Angaben benötigt diese Bauweise für die Skalierung weder eine großflächige Infrastruktur noch spezialisierte Installationsgeräte.

Warum Mini-Gezeitenturbinen günstiger sind als Großanlagen

Im laufenden Testbetrieb unter realen Meeresbedingungen liegt der Fokus unter anderem auf der Sammlung von präzisen Daten zur tatsächlichen Stromerzeugung. Gleichzeitig untersuchen Fachleute die Zuverlässigkeit, die Haltbarkeit der Materialien und die ökologischen Auswirkungen auf die maritime Umwelt. Lance McMullan, Gründer und CEO des Entwicklerunternehmens Sitkana, dazu:

Unser Ziel ist es, den Bau, den Einsatz und die Wartung von Meeresenergieanlagen in abgelegenen Gebieten zu vereinfachen. BTTS ist einer der wenigen Orte, an denen wir unser gesamtes System an einem einzigen Standort testen können. Über die Messung der Leistungsfähigkeit hinaus können wir den Betrieb in einer realen Meeresumgebung beobachten und die Wechselwirkungen mit der Tierwelt besser verstehen. Diese Tests sind entscheidend für unseren Weg hin zu kommerziellen Einsätzen.

Neben dem eigentlichen Turbinentest wurde laut Meldung auch der Teststandort selbst technisch aufgerüstet. Das Areal am Cape Cod Canal bietet die Voraussetzungen, um in Zukunft auch netzgekoppelte Anlagen unter realistischen Bedingungen zu prüfen. Damit soll es künftig einfacher sein, die Meeresenergie direkt in bestehende Elektrizitätsnetze einzuspeisen.

Bald auch Gezeitenturbinen in der Elbe und Weser?

Trotz der vielversprechenden Ansätze stehen der Technologie noch technische und ökologische Herausforderungen bevor. Experten bewerten erst noch die Leistung, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Anlage in starken Strömungen unter realen Bedingungen. Zudem soll der Testbetrieb dazu dienen, die Wechselwirkungen der Turbinen mit der maritimen Tierwelt besser zu verstehen.

Grundsätzlich lässt sich das modulare Konzept auch auf europäische Gewässer übertragen. In Deutschland ist das Potenzial für klassische Gezeitenkraftwerke aufgrund der flachen Topografie aber begrenzt.

Doch modulare Strömungsturbinen könnten in engen Fahrwassern oder Flussmündungen wie an der Elbe und Weser theoretisch Anwendung finden. Die Entwicklung zeigt, dass die dezentrale Meeresenergie ein Baustein für einen verlässlichen und grundlastfähigen Energiemix sein kann.

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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.

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