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Über zwei Millionen Elektroautos sind in Deutschland zugelassen, doch der Markt für öffentliches Laden bleibt fest in der Hand weniger lokaler Anbieter. Eine aktuelle Monopolanalyse zeigt: In manchen Städten kontrolliert ein einziger Betreiber bis zu 95 Prozent aller Säulen. Was das für Preise, Wettbewerb und die Mobilitätswende bedeutet.

Der Markt für die öffentliche E-Ladeinfrastruktur verharrt in den Händen weniger lokaler Anbieter. Laut einer aktuellen Monopolanalyse des deutschen Ökostromanbieters Lichtblick beherrschen die führenden Betreiber in den untersuchten Gebieten durchschnittlich 72 Prozent des Marktes. Damit überschreiten sie den gesetzlichen Schwellenwert von 40 Prozent, ab dem eine marktbeherrschende Stellung vorliegt, massiv.

Obwohl zu Beginn des Jahres 2026 bereits über zwei Millionen Elektroautos zugelassen waren, bleibt das Laden für viele Menschen kompliziert und teuer. Besonders deutlich zeigt sich die Übermacht in Städten wie Hannover mit 95 Prozent oder Wiesbaden mit 94 Prozent Marktanteil eines einzelnen Betreibers. In Nürnberg kontrolliert der führende Anbieter 83 Prozent der Infrastruktur.

Selbst in Berlin liegt der Marktanteil der Stadtwerke mit 41 Prozent knapp über der kritischen Grenze zur Marktbeherrschung. Eine solche Dominanz verhindert laut Analyse seit Jahren einen wirksamen Wettbewerb, da die Betreiber oft eng mit den örtlichen Stromnetzbetreibern verflochten sind.

Ladesäulen-Monopole: Warum Drittanbieter hohe Gebühren zahlen müssen

Das aktuelle System verschafft den Monopolisten einen unfairen Vorteil und benachteiligt unabhängige Anbieter systematisch. Drittanbieter müssen im sogenannten Roaming-Modell zusätzlich zum Fahrstromtarif des jeweiligen Säulenbetreibers ein Entgelt zahlen. Das führt dazu, dass externe Unternehmen teilweise bis zu 86 Prozent höhere Gebühren entrichten müssen als die eigene Kundschaft der Monopolisten.

Zudem streichen ausschließlich die Säulenbetreiber die Erlöse aus dem THG-Quotenhandel von derzeit 16 Cent pro Kilowattstunde ein. Markus Adam, Chefjurist von LichtBlick, dazu:

Unabhängige Unternehmen können unter diesen Voraussetzungen laut Adam kaum ein kostendeckendes Angebot für ihre Kunden erstellen. Die Analyse warnt davor, dass ohne faire Marktzugänge alternative Anbieter mittelfristig vom Markt verschwinden. Das würde den bereits bestehenden Tarifdschungel der E-Mobilität weiter verfestigen und die Mobilitätswende gefährden. Hohe und teils diskriminierende Preise erschweren der Untersuchung zufolge den Umstieg auf klimafreundliche Antriebe.

Wie ein neues Modell den Ladestrom-Markt öffnen soll

Als Ausweg schlägt Lichtblick ein Durchleitungsmodell vor, das die Rollen von Infrastrukturbetreibern und Stromlieferanten strikt trennt. In diesem Modell erhalten die Betreiber lediglich ein festes Nutzungsentgelt für die Bereitstellung und Wartung der Säulen.

Der Wettbewerb um Kunden findet dann direkt zwischen verschiedenen Stromanbietern statt, die ihre eigenen Tarife an jeder Säule anbieten können. Die Infrastruktur finanziert sich durch diese Nutzungsgebühren selbst. Das macht sie laut Analyse von staatlichen Förderungen unabhängig.

Nutzer von Elektroautos könnten durch dieses Modell ihren gewählten Tarif an jeder öffentlichen Ladesäule verwenden. Dies würde für mehr Transparenz sorgen und überhöhte Kosten im Wettbewerb unmöglich machen. LichtBlick bietet das Durchleitungsmodell aktuell an einem ersten Standort seines neuen Schnellladenetzes QuickCharge an. Dieser Testlauf beschränkt sich jedoch zunächst auf Dienstwagenfahrer, die ihren Unternehmensstromtarif auch unterwegs nutzen möchten.

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Der Beitrag Signal-Protokoll: So schützt die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung deine Chats erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Signal gilt als eine der sichersten Messaging-Apps der Welt. Doch was steckt hinter der Ende-zu-Ende-Verschlüsselung des Dienstes? Das Signal-Protokoll kombiniert drei kryptografische Verfahren, die selbst die NSA und EU-Kommission überzeugen. Wir erklären, wie Double Ratchet, AES-256 und X3DH zusammenspielen und warum ein gestohlener Schlüssel trotzdem keinen Zugriff auf deine Chats ermöglicht.

Das Signal-Protokoll nutzt ein spezielles technisches Rahmenwerk, um die Privatsphäre seiner Nutzer zu schützen. Der sogenannte Double Ratchet Algorithmus bildet dabei das Fundament. Das System erneuert die Verschlüsselungsschlüssel innerhalb einer laufenden Konversation kontinuierlich.

Das Verfahren verspricht eine solide Sicherheit für jede Unterhaltung. Ein mechanischer Vergleich veranschaulicht das dahinterstehende Prinzip: Ein Schloss codiert sich nach jedem einzelnen Öffnen automatisch um. Nutzer profitierten von dieser Absicherung, da selbst entwendete Schlüssel keinen Zugriff auf vergangene oder zukünftige Chats ermöglichen.

Mit AES-256: Wie Signal Nachrichten verschlüsselt

AES-256 übernimmt die Verschlüsselung der Datenpakete im sogenannten Galois/Counter-Mode. Diese Methode gilt nach aktuellem Stand der Technik als sicher gegen Entschlüsselungsversuche. Ein Authentifizierungscode garantiert zusätzlich die Integrität der Daten und soll Manipulationen ausschließen.

Signal speichert laut eigenen Angaben keine Nachrichten oder Metadaten auf seinen Servern. Diese Vorgehensweise schütze die Privatsphäre der Anwender und unterscheide das System von anderen Anbietern. Im Heimatmarkt der USA wirft das aber die Frage auf, ob die Infrastruktur vollständig unabhängig von ausländischen Einflüssen ist.

So baut Signal die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung auf

Vor der ersten Nachricht baut das System über das Verfahren Extended Triple Diffie-Hellman (X3DH) eine sichere Verbindung auf. Während dieses Prozesses tauschen die beteiligten Geräte der Nutzer öffentliche Schlüssel aus. Die mathematische Basis für diesen Austausch bildet Curve25519.

Das Protokoll X3DH nutzt langfristige Identitätsschlüssel, kurzlebige ephemere Schlüssel sowie spezielle Einmal-Prekeys. Diese Einmal-Prekeys verhindern, dass sich Angreifer während des Verbindungsaufbaus als Nutzer ausgeben können. Der Mechanismus soll die Kommunikation selbst dann schützen, wenn ein Akteur den Austausch aufgezeichnet hat.

Die Elliptic Curve Cryptography ermöglicht dabei hohe Sicherheit bei geringem Rechenaufwand. Die Effizienz dieser Methode schont zudem die Hardware moderner Endgeräte. Das System stellt damit eine vertrauenswürdige Identität zwischen zwei Kommunikationspartnern sicher.

Warum NSA und EU-Kommission auf Signal setzen

US-Behörden wie die NSA und die Cybersecurity-Behörde CISA empfehlen den Dienst bereits für die Absicherung privater Kommunikation. Dokumente des FBI bestätigen zudem, dass die Verschlüsselung den Datenzugriff für Ermittler erheblich erschwert. Auch die Europäische Kommission rät ihrem Personal zur Nutzung der App für die offizielle Dienstkommunikation.

Das US-Verteidigungsministerium äußert jedoch Bedenken hinsichtlich der nationalen Datensouveränität. Es werde intern debattiert, ob die Infrastruktur des Dienstes tatsächlich unabhängig von ausländischen Einflüssen bleibe.

Open Source: Wie Experten Signals Verschlüsselung prüfen

Fachleute prüfen die Implementierungen für Android und iOS fortlaufend auf GitHub. Die quelloffene Natur des Projekts stärkt das Vertrauen der Fachwelt in die Integrität des Systems. Forscher untersuchen den Code dabei regelmäßig auf mögliche Schwachstellen.

Trotz der laufenden Prüfungen in hochregulierten Bereichen bleibt die Anwendung eine sichere Lösung für die digitale Privatsphäre. Behörden dürften die Rolle der App für sensible Daten aber auch künftig intensiv debattieren. Nutzer weltweit vertrauten weiterhin auf die technische Stabilität des Protokolls.

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Der Beitrag CATLs neue LFP-Batterie lädt in 3:44 Minuten von 10 auf 80 Prozent erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Elektroautos in unter vier Minuten laden: CATL will genau das mit der dritten Generation seiner Shenxing-Batterie ermöglichen. Der weltgrößte Akkuhersteller setzt dabei bewusst nicht auf größere Batterien, sondern auf extremes Schnellladen bei gleichzeitig hoher Lebensdauer. Wir erklären, wie die neue LFP-Zelle mit 15C-Laderate funktioniert und warum CATL parallel 4.000 Lade- und Tauschstationen aufbaut.

Auf dem Super Technology Day in Peking präsentierte CATL die dritte Generation seiner Shenxing Superfast Charging Battery. Unter optimalen Bedingungen steigt der Ladestand des Energiespeichers Unternehmensangaben zufolge in nur 3 Minuten und 44 Sekunden von 10 auf 80 Prozent.

Selbst bei einer extremen Kälte von minus 30 Grad Celsius soll eine Ladung von 20 auf 98 Prozent in etwa neun Minuten möglich sein. Diese Geschwindigkeit werde durch eine Spitzenladerate von 15C ermöglicht. Die Fokussierung auf die Ladegeschwindigkeit bei Lithium-Eisenphosphat-Zellen (LFP) folgt einer gezielten technologischen Strategie.

Da LFP-Akkus laut Wu Kai, leitendem Wissenschaftler von CATL, nahe an der theoretischen Grenze der Energiedichte liegen, sei das Schnellladen der optimale Weg für eine ausgewogene Entwicklung. Das ermögliche praxisgerechte Reichweiten durch sehr kurze Ladestopps anstelle von immer größeren und schwereren Batteriepaketen.

Wie CATL trotz 15C-Laderate die Batterie vor Alterung schützt

Ein zentraler Aspekt der Entwicklung ist die Kontrolle der Hitzeentwicklung während des Ladevorgangs. Ein Temperaturanstieg der Batterie um zehn Grad Celsius kann laut der Arrhenius-Gleichung die internen Nebenreaktionen verdoppeln und so die Lebensdauer der Zellen erheblich verkürzen.

Die neue Batterie vermindert dieses Risiko durch eine verbesserte Wärmeableitung und eine präzise Steuerung. In der Folge soll die Kapazität des Speichers selbst nach 1.000 vollständigen Zyklen noch bei über 90 Prozent liegen. Robin Zeng, Vorsitzender von CATL, betonte die Bedeutung der Innovationsqualität für den globalen Markt. Er erklärte, dass der Erfolg chinesischer Technologie maßgeblich auf der Glaubwürdigkeit der Marke basiere.

4.000 Stationen bis 2026: CATLs Plan für Laden und Akkutausch

Das Unternehmen plant den Aufbau einer umfassenden Infrastruktur mit 4.000 integrierten Anlagen bis Ende 2026. Diese Stationen nutzen das „Choco-Swap“-System und die neue „Choco-Swap #26“-Batterie, die auf einer 800V-Hochvolt-Architektur basiert. Damit sei das System mit einer breiten Palette moderner Fahrzeuge der Segmente B bis C kompatibel.

Die Anlagen fungieren gleichzeitig als Stationen für den Batteriewechsel und als Hochleistungsladepunkte. Eine Besonderheit ist die Möglichkeit, Energie aus den Stationsbatterien während Spitzenlastzeiten direkt an die Ladesäulen abzugeben. Das soll die Auslastung der Ausrüstung auf über 85 Prozent steigern.

Wie die Fixkosten auf ein Fünftel sinken sollen

Die Fixkosten für den Bereich des Schnellladens sinken laut Herstellerangaben durch diesen integrierten Ansatz auf ein Fünftel vergleichbarer Systeme. Für Nutzer bedeutet das eine flexiblere Energieversorgung durch die Kombination von Laden und Akkutausch. Das System wäre dadurch nicht mehr allein von der Verfügbarkeit freier Ladesäulen abhängig.

Durch eine effizientere Energieumwandlung in den Stationen verringert sich laut CATL zudem der Leistungsverlust um mehr als 13 Prozentpunkte gegenüber konventionellen Anlagen. Letztlich soll die nahtlose Verbindung von ultraschnellem Laden und schnellem Batterietausch die Reichweitenangst minimieren. Dieser duale Ansatz könnte Elektroautos für Langstrecken und kältere Regionen deutlich alltagstauglicher machen.

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Der Beitrag Hybridmotor von Geely knackt Weltrekord mit nur 2,22 Litern Verbrauch erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Der chinesische Autohersteller Geely hat mit seinem neuen i-HEV-Hybridmotor einen Weltrekord aufgestellt: nur 2,22 Liter Verbrauch auf 100 Kilometer. Dahinter steckt ein strategischer Kurswechsel – weg vom reinen E-Auto, hin zu kosteneffizienten Hybrid-Modellen. Wir erklären, wie die Technik funktioniert, welche Modelle sie bekommen und was das für den europäischen Markt bedeuten könnte.

Das neue i-HEV-System von Geely nutzt Künstliche Intelligenz, um den Energiefluss in Fahrzeugen dynamisch zu regeln. Das Unternehmen gibt an, dass das die Gesamtenergieeffizienz um mehr als zehn Prozent verbessert. Der neue Hybridmotor erreiche demnach eine thermische Effizienz von 48,4 Prozent. Damit hat er einen für Serienfahrzeuge untypisch hohen Wirkungsgrad.

Dieser hohe Wirkungsgrad könnte vor allem für den Alltag relevant sein, da weniger Energie verschwendet würde. Der elektrische Antrieb soll 230 Kilowatt Leistung liefern. Laut Geely erfolgt die Beschleunigung von null auf 30 Kilometer pro Stunde in 1,84 Sekunden. Das Unternehmen hat das System gezielt auf Anforderungen im Stadtverkehr optimiert.

Was steckt hinter Geelys i-HEV-Hybridmotor?

Unter kombinierten Bedingungen soll das System einen Verbrauch von 2,22 Litern pro 100 Kilometer erreichen. Dieser Wert wurde Berichten zufolge von Guinness zertifiziert und dient als unabhängiger Nachweis für das Effizienzversprechen. Geely führt die Technologie zunächst in zwei Modellen ein: dem Geely Preface (Xingrui) und dem Geely Monjaro (Xingyue L).

Der Preface i-HEV soll laut Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure (WLTC)-Norm im Schnitt einen Verbrauch von 3,98 Litern pro 100 Kilometern aufweisen. Beim größeren Monjaro i-HEV liegt der Wert durchschnittlich bei 4,75 Litern pro 100 Kilometern. Beide Modelle behalten ihr bekanntes Design bei, erhalten aber neue Felgen und Farboptionen. Im Innenraum kommen Doppelbildschirme und das Flyme Auto-System zum Einsatz.

2,22 Liter Verbrauch: Diese Modelle bekommen die Technik zuerst

Geely plant, das i-HEV-System ab 2026 auf weitere Modelle wie den Emgrand und den Boyue auszudehnen. Der Emgrand i-HEV ist das Modell, das den Rekordwert von 2,22 Litern erzielt hat.

Das System ist mit verschiedenen Motorvarianten kombinierbar, darunter 1,5-Liter- und zwei-Liter-Motoren und wird von einer 11-in-1-Elektroantriebseinheit gepaart.

Das entspricht einem Trend in China, bei dem Hersteller Hybride als kostengünstige Alternative zu Plug-in-Hybriden fördern. Kleinere Batterien mit nur ein bis zwei Kilowattstunden sollen die Abhängigkeit von teuren Rohstoffen erheblich reduzieren.

Warum China jetzt auf günstige Hybride statt E-Autos setzt

Neben der Hybridisierung setzt Geely weiterhin auf alternative Antriebe wie Methanol. Vorstandsvorsitzender Li Shufu hat darauf hingewiesen, dass Methanol eine zehnfach höhere Energiedichte gegenüber Lithium-Ionen-Batterien aufweist.

Das könne in Zukunft Vorteile bei der Reichweite und dem Gewicht von Fahrzeugen bieten. Die regulatorischen Rahmenbedingungen in China unterstützen diese technologieoffene Strategie, da die staatlichen Anreize für Plug-in-Hybride sinken.

Mit exakt 476.327 ausgelieferten Fahrzeugen in den ersten zwei Monaten des Jahres 2026 verfügt Geely über die nötige Marktmacht, um diesen Rollout zu skalieren.

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Nur 18 Prozent des weltweiten Plastikmülls werden recycelt. Der Rest belastet Ökosysteme. Ein Forscherteam der Universität Cambridge hat nun ein Verfahren vorgestellt, das Kunststoffreste mithilfe von Sonnenlicht und alter Batteriesäure in Wasserstoff und wertvolle Chemikalien zerlegt.

Die weltweite Produktion von Plastik steigt rasant an. Im Jahr 2023 erreichte sie über 400.000.000 Tonnen. Bisher werden jedoch nur 18 Prozent des Abfalls recycelt. Große Müllberge belasten daher weltweit die Ökosysteme.

Chemische Verfahren wie das Photoreforming versprechen einen Ausweg. Dabei spaltet Lichtenergie Kunststoffe wie PET, Nylon oder Polyurethan in Wasserstoff und Chemikalien auf. Ein Team der Universität Cambridge veröffentlichte nun eine neue Methode in der Fachzeitschrift Joule.

Schwefelsäure aus alten Autobatterien

Die notwendige Säure stammt aus verbrauchten Blei-Säure-Autobatterien. Diese Batterien fallen weltweit als Abfall an und enthalten große Mengen Schwefelsäure. Die Forscher nutzen diese, um Plastik in seine Einzelteile zu zerlegen.

Der Prozess benötigt keine neuen Chemikalien, da die Säure als Katalysator dient. Sie wird bei der Reaktion nicht verbraucht. So lassen sich zwei verschiedene Abfallprobleme gleichzeitig angehen.

Für die Versuche nutzten die Wissenschaftler auch PET-Flaschen aus lokalen Cafés. Diese wurden jedoch nicht einfach in den Reaktor gegeben. Zuerst zerkleinerten die Forscher das Material in kleine Stücke.

Anschließend froren sie die Reste mit flüssigem Stickstoff ein und mahlten sie in einer Kaffeemühle zu Pulver. Erst in dieser feinen Form konnten die Kunststoffreste effizient mit der Säure reagieren. Bei diesem Schritt fallen 75 Prozent der enthaltenen Terephthalsäure als Feststoff an. Hauptautor Kay Kwarteng, Doktorand in der Forschungsgruppe, die den Photokatalysator entwickelt hat, dazu:

Säuren werden schon seit langem zum Abbau von Kunststoffen eingesetzt, aber wir hatten bisher keinen kostengünstigen und skalierbaren Photokatalysator, der diesen Säuren standhalten konnte. Sobald wir dieses Problem gelöst hatten, wurden die Vorteile dieser Art von System offensichtlich.

So viel Wasserstoff liefern Nylon und Polyurethan

Der Katalysator verarbeitet auch Nylon 66 und Polyurethan. Das Bauteil besteht aus Kohlenstoffnitrid und Molybdändisulfid. Fachleute bezeichnen es als ^CoMoS₂-CN_x. Der Katalysator arbeitet wie eine kleine Solaranlage auf molekularer Ebene.

Nylon 66 lieferte in den Tests 1,0 Millimol Wasserstoff pro Gramm Katalysator. Als Oxidationsprodukt kann dabei Pentansäure entstehen. Bei Polyurethan lag der Wasserstoffwert sogar bei 4,2 Millimol.

Die Effizienz der Lichtnutzung betrug bei zermahlten PET-Flaschen 9,0 Prozent. Das ist einer der höchsten jemals gemessenen Werte für diesen Prozess. In Langzeitversuchen blieb die Anlage über elf Tage stabil.

Dabei entstand neben Wasserstoff vor allem Essigsäure. Die Selektivität für dieses Produkt lag bei 89 Prozent. Die Forscher führen dies auf eine sogenannte 1,2-Hydridverschiebung am Katalysator zurück.

Kann sich das Verfahren wirtschaftlich lohnen?

Eine wirtschaftliche Analyse verglich verschiedene Betriebsweisen. Am besten schnitt eine Kombination aus Solarzellen und LEDs ab. Diese erlauben einen Betrieb rund um die Uhr bei gleichbleibender Lichtqualität.

Durch den Verkauf von Terephthalsäure und Essigsäure könnte das Verfahren Profit abwerfen. Die Kosten für den Wasserstoff wären dann rechnerisch negativ. Allerdings fehlen in dieser Kalkulation noch die Kosten für die Trennung der chemischen Stoffe.

Die Integration in bestehende Rückgewinnungstechnologien ist daher für die Praxis entscheidend. Nur so lässt sich das Verfahren im industriellen Maßstab einsetzen. Zukünftige Arbeiten sollen nun spezielle Reaktoren für diesen Prozess untersuchen.

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Deutsche Städte steuern ihre Kanalnetze mit Durchschnittswerten, obwohl sie für Extremereignisse gebaut wurden. Forscher des DFKI in Kaiserslautern wollen diesen Widerspruch mit generativer KI auflösen. Synthetische Daten simulieren Starkregenereignisse, für die es bisher kaum reale Messwerte gibt.

Szenen von überlasteten Kanalisationen und überfluteten Straßen wiederholen sich bundesweit immer häufiger. Diese Ereignisse legen ein Paradoxon in der Infrastrukturplanung offen, da Abwassersysteme zwar für Extremfälle konzipiert sind, ihre Steuerung im Alltag jedoch größtenteils auf Durchschnittswerten basiert. Wissenschaftler warnen davor, dass dieser Mangel an präzisen Informationen eine effektive Vorsorge in Zeiten wachsender Klimarisiken nahezu unmöglich macht.

Denn: Kommunen steuern lebenswichtige Wasserinfrastrukturen bisher weitgehend ohne detaillierte Kenntnisse über seltene, aber verheerende Extremereignisse. Historische Daten spiegeln solche Starkregenereignisse nur selten wider, und großflächige Messkampagnen gelten oft als zu kostspielig oder sind für die Öffentlichkeit nicht zugänglich. Dieser Zustand gleicht einem Blindflug, bei dem Städte die Konsequenzen unvorhersehbarer Wetterumschwünge tragen müssen.

Wie synthetische KI-Daten die Vorhersage von Starkregen verbessern

Generative KI-Modelle bieten laut Experten des Deutschen Zentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) einen Ausweg aus diesem Datenrätsel. Die Systeme würden reale Verteilungen erlernen und daraus synthetische Zeitreihen generieren, die auch seltene Extremfälle plausibel abbilden könnten.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass solche künstlich erzeugten Daten die Präzision von Vorhersagemodellen massiv steigern würden. Manche Modelle schaffen es laut Untersuchung bereits jetzt, ausschließlich mit KI-generierten Daten die Qualität von realen Messreihen zu erreichen. Für Städte und Kommunen würde das bedeuten, dass sie auf eine wesentlich verlässlichere Grundlage für ihre Vorsorgemaßnahmen zugreifen könnten.

DFKI testet KI-Modelle direkt am Abwassersystem Kaiserslautern

Am DFKI in Kaiserslautern treibt Andreas Dengel dieses Vorhaben als geschäftsführender Direktor und Leiter des Bereichs „Smarte Daten & Wissensdienste“ maßgeblich voran. Gemeinsam mit verschiedenen Forschungsbereichen testen die Wissenschaftler ihre KI-Systeme unter realen Bedingungen direkt am Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern.

Dieser praxisnahe Ansatz soll sicherstellen, dass die theoretischen Modelle den harten Anforderungen der städtischen Infrastruktur standhalten. Wichtig für diese Entwicklung ist das am 13. Januar 2026 gestartete Transferlab mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG).

Im Rahmen dieser Kooperation bündeln die Experten ihre Kompetenzen, um den digitalen Wandel in der Wasserwirtschaft zu beschleunigen. Ein Kernziel der Zusammenarbeit ist die langfristige Stärkung der Hydrologie sowie der Gewässergüte, um fundierte Handlungsoptionen für Politik und Verwaltung zu schaffen.

Was digitale Zwillinge bei Starkregen leisten können

Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz werden sogenannte digitale Zwillinge der städtischen Infrastruktur deutlich resilienter gegen den Klimastress. KI ersetzt dabei zwar keine Ingenieure, füllt jedoch die kritischen Lücken in der Datengrundlage auf. Die simulierten Modelle erlauben es, die Belastungsgrenzen von Kanalsystemen bei Starkregen präzise zu analysieren und Schwachstellen frühzeitig zu identifizieren.

Die Simulation von Extremszenarien gilt als entscheidender Schritt auf dem Weg zu einer klimaresistenten Stadt. Andreas Dengel, geschäftsführender Direktor des DFKI Kaiserslautern, dazu:

Infrastrukturen werden für Extreme gebaut, aber mit Durchschnittsdaten betrieben. KI ermöglicht die Simulation solcher Ereignisse vorab – ein entscheidender Schritt zu klimaresistenten Städten.

Reagieren oder vorsorgen: Warum Kommunen jetzt handeln müssen

Letztlich ist die Frage nach der Nutzung dieser Technologien laut den Experten von politischer Natur. Städte müssen entscheiden, ob sie weiterhin reaktiv aus bereits eingetretenen Schäden lernen oder vorausschauend auf Basis simulierter Szenarien planen wollen.

In Zeiten knapper kommunaler Budgets bieten synthetische Daten eine kosteneffiziente Methode, um die eigene Infrastruktur gegen die Folgen des Klimawandels zu rüsten. Die Umsetzung einer vorausschauenden Planung sei im Angesicht des Klimawandels keine bloße Option mehr, sondern eine zwingende Pflicht für die Verantwortlichen. Durch den Einsatz von KI könnten Kommunen ihre Handlungsfähigkeit zurückgewinnen und ihre Bürger besser vor Naturgefahren schützen.

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Der Beitrag Erneuerbare schlagen Kernkraft – selbst mit Speicher und Netzausbau erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Atomkraft oder Erneuerbare: Was ist wirklich günstiger, wenn man alle Kosten einrechnet? Forscher der Universität Aalborg haben genau das durchgerechnet und dabei Speicher, Netzausbau und Wasserstoff-Elektrolyse berücksichtigt.

Eine intelligente Kombination verschiedener Energiequellen hat unter Berücksichtigung aller Kosten einen deutlichen Preisvorteil gegenüber der Kernkraft. Das ist das Ergebnis einer Studie der Universität Aalborg, die in der Fachzeitschrift Energy veröffentlicht wurde.

Die Forscher nahmen das gesamte dänische Stromnetz unter die Lupe. Die Ergebnisse können natürlich nicht eins zu eins auf andere Länder übertragen werden, liefern aber dennoch repräsentative Erkenntnisse. Denn für ihre Analyse berücksichtigten die Wissenschaftler nicht nur die reine Stromerzeugung, sondern kalkulierten auch sämtliche Systemkosten mit ein – etwa für den Netzausbau, Stromspeicher oder die Wasserstoffherstellung.

Die Forscher haben eine sogenannte systembasierte Stromgestehungskostenmetrik (SLCOE) entwickelt, die alle Kosten für die Integration einer Technik in das Energiesystem berücksichtigt. Zuvor haben Wissenschaftler bei der Berechnung von Stromgestehungskosten (LCOE) lediglich die Kosten für die Erzeugung einer Einheit Strom herangezogen.

Wie der richtige Mix den Strompreis drückt

Die Studie modelliert das derzeitige reine Stromnetz Dänemarks sowie ein zukünftiges klimaneutrales Energiesystem. Die Autoren weisen darauf hin, dass einige Schlussfolgerungen spezifisch für das Land sind. Im heutigen reinen Stromnetz sind die Systemkosten für alle Technologien hoch, wenn jede einzelne als einzige Versorgungsquelle modelliert wird.

Solarenergie weist in diesem Kontext einen kombinierten SLCOE von etwa 565 Euro pro MWh auf. Die Autoren argumentieren jedoch, dass nicht die Integration von PV an sich teuer ist, sondern jede einzelne Technologie ohne die Flexibilitätsoptionen hohe Kosten verursacht.

Kernenergie erreicht im gleichen reinen Stromszenario etwa 141 Euro pro MWh. Der kostengünstigste Mix aus Offshore-Windkraft, Solarenergie und Gas-Kombikraftwerken liegt bei etwa 66 Euro pro MWh. In einem zukünftigen klimaneutralen integrierten System, das den zentralen Vergleich der Studie bildet, liegt der SLCOE der Kernenergie bei etwa 100 Euro pro MWh. Der kostengünstigste Mix aus Offshore-Windkraft und PV erreicht etwa 46 Euro pro MWh.

Die Stromgestehungskosten sind also 53 Prozent günstiger als bei einem Atomkraftwerk. Offshore-Windkraft allein erreicht ebenfalls etwa 46 Euro pro MWh. Die Onshore-Windkraft liegt wiederum bei 106 Euro pro MWh, während die Solarenergie als eigenständige Technologie etwa 178 Euro pro MWh kostet. Ihre Kosten würden aber stark sinken, wenn sie mit Windkraft kombiniert wird.

10 Milliarden Euro pro Reaktor: Warum Atomkraft so teuer ist

Die Wissenschaftler rechneten bei der Atomkraft mit hohen Investitionen von 10.000 Euro je Kilowatt Leistung. Ein Reaktor mit einer Kapazität von einem Gigawatt würde demnach rund zehn Milliarden Euro an reinen Installationskosten verursachen. Die Zahlen spiegeln die realen Ausgaben für aktuelle europäische Bauvorhaben im Bereich der Kernenergie wider.

Die Autoren ließen die Entsorgungskosten für den atomaren Abfall in ihrer Kalkulation bewusst weg. Sie warnten jedoch davor, dass die Baukosten für neue Kraftwerke zuletzt stiegen, während Erneuerbare immer günstiger wurden. Ohne die Berücksichtigung der Endlagerung bliebe die Atomkraft somit bereits im günstigsten Fall unwirtschaftlich.

IEA-Prognosen schon heute überholt – Solarpreise 25 Prozent niedriger

Die Studie kritisiert zudem die Kostenprognosen der Internationalen Energieagentur (IEA) als teilweise überholt. Die IEA geht für das Jahr 2050 von Kosten für Solaranlagen in Höhe von 480 Euro je Kilowatt aus. Tatsächlich lägen die Preise für moderne Freiflächenanlagen laut den Forschern schon heute rund 25 Prozent unter diesem vorhergesagten Wert.

Unabhängig von der Erzeugungsart könnten die Kosten sinken, wenn die Flexibilität auf der Verbrauchsseite steigt. Das Team empfiehlt, die Volatilität von Wind und Sonne durch steuerbare Wärmeerzeugung und Ladeinfrastruktur auszugleichen. Solche Maßnahmen würden helfen, das gesamte Energiesystem effizienter zu gestalten und den Strompreis für die Zukunft stabil zu halten.

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Grüner Wasserstoff ist bisher teuer und an Stromnetze gebunden. Ein Karlsruher Forscherteam will das ändern. Die KIT-Ausgründung photreon hat ein Solarpanel entwickelt, das Wasser allein mit Sonnenlicht spaltet und dabei komplett auf Elektrolyseure verzichtet. Ein erster Prototyp läuft bereits. 

Grüner Wasserstoff gilt als Schlüssel für die klimafreundliche Transformation von Industrie und Energiesystemen. Bisher ist die Herstellung jedoch oft teuer, komplex und an feste Netzinfrastrukturen gebunden. Das Ausgründungsprojekt photreon vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) möchte diese Abhängigkeiten auflösen.

Die Forscher haben spezielle Photoreaktorpanels entwickelt, die Wasserstoff allein aus Sonnenlicht und Wasser produzieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden benötigt das System laut KIT keine Elektrolyseure und verbraucht keine externe elektrische Energie.

Photoreaktorpanel wandelt Sonnenlicht direkt in Wasserstoff um

Paul Kant vom Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT) des KIT dazu: „Wir überspringen den Umweg über stromgebundene Elektrolyse und produzieren chemische Energie aus Sonne und Wasser“.

Hinter der Technik steckt das Prinzip der Photokatalyse, bei der Licht direkt eine chemische Reaktion auslöst, statt zunächst Strom zu erzeugen. Speziell entwickelte, lichtaktive Materialien nehmen die Energie der Sonnenstrahlung auf. Dabei versetzt das Licht Elektronen unmittelbar in einen hochenergetischen, angeregten Zustand.

Diese Ladungsträger treiben aktiv die Spaltung von Wasser (H₂O) in Wasserstoff und Sauerstoff an. Laut Mitgründerin Maren Cordts ersetzt das Panel die Photovoltaik und den Elektrolyseur in einem einzigen Prozessschritt. Dieser integrierte Ansatz soll die Systemkomplexität und die Kosten für grünen Wasserstoff deutlich senken.

Patentierte Reaktorgeometrie für grünen Wasserstoff

Das Projekt nutzt ein vom KIT zum Patent angemeldetes Design der Reaktorgeometrie. Die Geometrie sorgt dafür, dass das Licht den Photokatalysator effizient erreicht und die chemische Reaktion antreibt. Erst durch diese Führung kann die chemische Wasserspaltung effizient vollzogen werden.

Für eine hohe Effizienz müssen Lichttransport, Reaktion und der Abtransport der Produkte perfekt ineinandergreifen. Die Forscher legten die Geometrie des Reaktors exakt auf diese Anforderungen aus. Ein Prototyp bewies die erfolgreiche Wasserstoffproduktion bereits im Ein-Quadratmeter-Maßstab.

Die Panels bestehen aus kostengünstigen Materialien, um eine spätere Massenproduktion zu ermöglichen. Dank des modularen Ansatzes lassen sie sich zu größeren Flächen verschalten. So könnten künftig sowohl kleine Dachanlagen als auch riesige Wasserstoffsolarparks entstehen.

Für welche Branchen sich eine dezentrale Produktion lohnt

Viele Unternehmen scheiterten bisher oft an den hohen Kosten oder der komplizierten Logistik bei der Wasserstoffversorgung. Firmen aus der Spezialchemie, der Lebensmittelindustrie oder der Metallverarbeitung könnten ihren Bedarf mit der neuen Technik künftig direkt am eigenen Fabrikstandort decken.

Maren Cordts vom IMVT dazu: „Gerade dort, wo weder Stromnetze noch eine Anbindung an ein Wasserstoffnetz vorhanden sind, eröffnet unsere Technologie neue Spielräume für die lokale Erzeugung.“ Laut den Entwicklern von photreon wäre zudem eine industrielle Erzeugung in sonnenreichen Regionen für den internationalen Markt denkbar.

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Der Beitrag Australiens Heimspeicher-Boom: Kapazität verfünffacht sich in einem Jahr erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Australien hat 2025 einen Wendepunkt bei Heimspeichern erreicht: 221.000 neue Systeme, eine Verfünffachung der installierten Kapazität und fast doppelt so große Batterien pro Haushalt. Auslöser ist das staatliche „Cheaper Home Batteries Program“, das nicht nur die Nachfrage antreibt, sondern auch verändert, welche Produkte Kunden wählen. 

Die australische Branche für Energiespeicher verzeichnete im Jahr 2025 einen Zuwachs auf 221.000 installierten Heimspeichersystemen. Das entspricht einer Verdreifachung gegenüber dem Vorjahr. Mit einer neu installierten Gesamtkapazität von 4.790 Megawattstunden ist die Technologie im Massenmarkt angekommen. Inzwischen verfügen etwa 4,6 Prozent der australischen Wohnhäuser über einen eigenen Batteriespeicher.

Das australische Bertungsunternehmen SunWiz stellt in seiner Untersuchung fest, dass sich die installierte Basis in Australien rasant entwickelt. Das Analyseportal fungiert seit 2009 als Referenzquelle für Hersteller, Einzelhändler, Investoren und politische Entscheidungsträger. Die Daten des Berichts stützen sich auf eine detaillierte Auswertung der Installationszahlen pro Bundesstaat und Systemgröße. Demnach zeigt sich, dass staatliche Subventionen nicht nur die Menge erhöhen, sondern auch die Art der erworbenen Produkte beeinflussen.

Heimspeicher in Australien: Förderung verdoppelt Batteriegröße

Das Förderprogramm CHBP trieb vor allem den Erwerb größerer Speichereinheiten voran. Die durchschnittliche Kapazität eines installierten Heimspeichers kletterte im Jahr 2025 auf 21,6 Kilowattstunden. Im Vorjahr lag dieser Wert noch bei 11,8 Kilowattstunden. Haushalte nutzten die Fördermittel vorrangig, um die Speicherkapazität zu maximieren, anstatt lediglich die Gesamtausgaben für die Installation zu senken.

Die Analyse verdeutlicht, dass die Kosten pro Kilowattstunde im Vergleich zu den vorangegangenen Quartalen relativ stabil geblieben sind. Gleichzeitig stiegen die Ausgaben der Endkunden für einzelne Systeme kaum an, während die Speicherdichte der Anlagen zunahm. Batterien der Leistungsklasse zwischen 20 und 25 Kilowattstunden machten im Berichtszeitraum einen signifikanten Teil des Marktes aus.

Dieser Trend betreffe sowohl Nachrüstungen als auch Neuinstallationen in Verbindung mit Photovoltaik-Anlagen. SunWiz schreibt dazu: „Das Programm „Cheaper Home Batteries“ hat nicht nur den Absatz angekurbelt – es hat auch grundlegend verändert, was die Australier kaufen.“

Nicht nur Heimspeicher: Warum Australiens Unternehmen jetzt mitziehen

In Zusammenarbeit mit Energieunternehmen Orkestra analysierte SunWiz die Treiber für gewerbliche Verkäufe und die Marktsegmentierung. Neben dem Privatsektor zeigten auch Unternehmen ein wachsendes Interesse an Speicherlösungen zur Optimierung der Energiekosten. Die Untersuchung umfasst Leaderboards der 20 führenden Einzelhändler auf nationaler und bundesstaatlicher Ebene.

Ein wesentlicher Teil befasst sich mit den Amortisationszeiten in den verschiedenen australischen Bundesstaaten. Die Studie differenziert hierbei präzise zwischen Nachrüstungen bestehender Anlagen (ESS-only) und kombinierten Neuinstallationen (PV+ESS), um die Wirtschaftlichkeit realitätsnah abzubilden.

Die finanzielle Attraktivität hänge stark von regionalen Förderprogrammen sowie den lokalen Strompreisstrukturen ab. Hersteller erhielten durch die monatlichen Trends zum Marktanteil einen präzisen Einblick in die Wettbewerbssituation.

Wie sich der Markt bis 2030 entwickeln könnte

Technologische Fortschritte, optimierte Garantiebedingungen und die Weiterentwicklung bei Wechselrichtern dürften das Marktwachstum bis zum Jahr 2030 stützen. Ebenso sollte die Einbindung in intelligente Stromnetze sowie die Teilnahme an virtuellen Kraftwerken die Attraktivität der Systeme weiter erhöhen.

Die staatlichen Programme blieben dabei ein entscheidender Faktor für die langfristige Planbarkeit von Investitionen. Branchengrößen wie SolarEdge oder Solargain stützen sich bei ihren Strategien maßgeblich auf diese Datenbasis. Letztlich lässt sich festhalten, dass die finanzielle Unterstützung die Hemmschwelle für Endverbraucher gesenkt hat. Australien festigt damit seine Position im globalen Vergleich der Energiespeichermärkte.

Australiens Heimspeicher-Boom zeigt, wie stark gezielte Förderprogramme die Kaufentscheidungen von Privathaushalten lenken können – nicht nur in der Menge, sondern auch bei der Systemgröße. In Deutschland wächst der Heimspeicher-Markt ebenfalls, allerdings fehlt bislang ein vergleichbar zentrales Förderprogramm auf Bundesebene.

Die australischen Zahlen liefern ein starkes Argument für alle, die eine einheitliche Speicherförderung auch hierzulande fordern. Wer Kapazität subventioniert statt nur Anschaffung, bekommt größere Speicher ins Netz und damit mehr Nutzen für die Energiewende.

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Der Beitrag Pannenursache Nr. 1: Forscher machen die 12-Volt-Batterie im E-Auto überflüssig erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Elektroautos könnten bald auf eine zentrale Komponente verzichten: die klassische 12-Volt-Batterie. Das österreichische Forschungsprojekt REDSEL hat eine Bordnetzarchitektur entwickelt, die genau das möglich machen soll – durch redundante Hochvolt-Systeme und moderne Halbleitertechnik. 

Forscher von Silicon Austria Labs (SAL), Infineon Technologies Austria und AVL List haben das Forschungsprojekt REDSEL nach zwei Jahren Laufzeit am Standort Graz erfolgreich abgeschlossen. Sie entwickelten eine neue Architektur für das Bordnetz von Elektrofahrzeugen, die künftig eine flexiblere Energieversorgung ermöglichen soll.

Die Struktur umfasst laut dem Forschungsbericht eine redundante Auslegung sowohl für den Hochvolt- als auch für den Niedervolt-Bereich. Ziel ist es, die Zuverlässigkeit und Sicherheit künftiger elektrischer Systeme zu steigern. Die Forscher präsentierten die Ergebnisse im spezialisierten Power Lab bei SAL in Graz.

Warum die 12-Volt-Batterie im E-Auto wegfallen könnte

Das Forschungszentrum konzentriert sich an den Standorten Graz, Villach und Linz auf elektronik- und softwarebasierte Systeme. Die wissenschaftliche Arbeit erfolgt in enger Abstimmung mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Albert Frank, Projekt­leiter bei Silicon Austria Labs, dazu: „Die entwi­ckelten Tech­no­lo­gien schaffen die Grund­lage für leich­tere und robus­tere Bord­netz­sys­teme und leisten damit einen wich­tigen Beitrag zur Weiter­ent­wick­lung der Elek­tro­mo­bi­lität – bis hin zu zukünf­tigen auto­nomen Anwen­dungen“.

Ein zentraler Vorteil des neuen Konzepts liegt laut den Beteiligten in der Einsparung von Bauteilen im Fahrzeug. Durch einen redundanten Aufbau könnte im Elektroauto langfristig die klassische Niedervoltbatterie entfallen. Der Wegfall dieser Komponente verschafft Konstrukteuren mehr Flexibilität beim Fahrzeugdesign. Frei werdender Bauraum lässt sich für die Integration zusätzlicher technischer Komponenten nutzen.

NeueS System verteilt Energie im Fahrzeug

Kommende Fahrzeuggenerationen könnten durch die verbesserten Spezifikationen Vorteile im täglichen Betrieb haben. Die Ergebnisse sollen den Bau kompakterer und fehlertoleranter elektrischer Architekturen erlauben. Solche stabilen Systeme gelten als eine wesentliche Voraussetzung für das autonome Fahren.

Eine zuverlässige Stromversorgung fungiert für die künftigen Anwendungen als sicherheitskritisches Element. Den Kern der REDSEL-Architektur bildet ein aktives Balancing zwischen zwei Hochvoltbatterien. Dieses Verfahren stellt eine gleichmäßige Lastverteilung im Fahrzeug sicher und erhöht die Betriebssicherheit.

Die Ingenieure entwarfen zudem einen Leistungselektronikwandler mit mehreren Eingängen. Ein neuartiges magnetisches Integrationskonzept ermöglichte es, diesen Wandler besonders kompakt und platzsparend zu realisieren. Das System arbeite hocheffizient und spare im Vergleich zu herkömmlichen Modellen erheblichen Raum ein.

Für die Steuerung der Spannungen auf der Hochvoltseite installierten die Partner 750-Volt-Siliziumkarbid-MOSFETs der Reihe CoolSiC. Diese Komponenten ermöglichen laut Projektbericht eine zuverlässige Verarbeitung hoher Energieströme. Sie bilden das technologische Rückgrat für die Hochvolt-Architektur des Systems.

Halbleiter statt Relais: Leichter, sicherer und kompakter

Halbleiter erlauben eine präzise Steuerung der Energieflüsse, was für die Effizienz des Antriebsstrangs entscheidend ist. Auf der Niedervoltseite nutzten Forscher erstmals OptiMOS-7-Bauelemente mit einer Spannung von 30 Volt. Diese sollen laut Forschungsbericht signifikante Effizienzvorteile gegenüber den bisher üblichen Lösungen mit 40 Volt bieten.

Verbesserte Bordnetzspezifikationen moderner Fahrzeuge machten den Einsatz dieser frühen Entwicklungsmuster erst möglich. Ein Schwerpunkt der Kooperation lag auf einer neuen Sicherheitsarchitektur für Abschaltfunktionen. Techniker ersetzten dabei herkömmliche mechanische Relais durch moderne Halbleiterschalter.

Die Umstellung reduziert das Gewicht und erhöht die Betriebssicherheit des Systems. Diplomingenieur Ernst Katzmaier, Projektleiter bei Infineon Technologies Austria, erklärt, dass der Systemdemonstrator eindrucksvoll die Vorteile neuer Bordnetzarchitekturen belegt. Die Kooperation zeigt, wie praxisnahe Lösungen durch die Zusammenarbeit von Industrie und Forschung entstehen.

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Der Beitrag Balkonkraftwerk ab 200 Euro: So schnell rechnet sich die Investition erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Selbstproduzierter Strom, direkt vom Balkon: Balkonkraftwerke machen das bereits ab 200 Euro möglich. Doch seit Dezember 2025 gelten mit der neuen VDE-Produktnorm strengere Regeln für die Geräte, und die Preise könnten steigen. Gleichzeitig sparen Haushalte bei einem Strompreis von 35 Cent bis zu 280 Euro pro Jahr.

Balkonkraftwerke machen Mieter und Wohnungseigentümer zu Stromproduzenten. Die kompakten Systeme speisen die gewonnene Energie direkt in das heimische Stromnetz ein. Auf diese Weise können Haushalte ihre Abhängigkeit von Energieversorgern verringern und einen persönlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Vor allem für Mieter bieten Stecker-Solargeräte einen praktischen Vorteil: Bei einem Umzug lassen sie sich ohne großen Aufwand abbauen und in die neue Wohnung mitnehmen. Technisch gesehen handelt es sich bei einem Balkonkraftwerk nicht um eine Anlage, sondern um ein elektrisches Haushaltsgerät. Der Betrieb ist dank einer neuen Produktnorm mittlerweile offiziell über eine normale Haushaltssteckdose möglich.

Was schreibt die neue VDE-Norm vor?

Seit Dezember 2025 regelt die Produktnorm VDE 0126-95 den technischen Aufbau der Geräte verbindlich. Hersteller müssen seither eine mindestens fünf Meter lange Anschlussleitung bereitstellen. Nutzer dürfen die Geräte keinesfalls über eine Mehrfachsteckdose anschließen. Zudem schreibt die Norm verbindliche Vorgaben zur mechanischen Sicherheit und zur Statik der Geräte vor.

Die Einspeiseleistung über den Wechselrichter darf höchstens 800 Watt betragen. Bei Verwendung eines herkömmlichen Schuko-Steckers leisten die Solarmodule maximal 960 Watt. Anlagen mit Leistungen bis zu 2.000 Watt benötigen zwingend einen Wieland-Stecker als Energie-Steckvorrichtung. Für die Installation dieser größeren Systeme aus drei oder vier Modulen müssen Haushalte in den meisten Fällen wohl einen Elektriker beauftragen.

Werden Balkonkraftwerke jetzt teurer?

Aufwendige Zertifizierungsverfahren verteuern laut Einschätzung der Verbraucherzentrale voraussichtlich die künftigen Anschaffungspreise. Kleine Anbieter verschwinden möglicherweise vom Markt, wenn sie die hohen Kosten für diese Verfahren nicht tragen können. Die neue Produktnorm bietet Verbrauchern zwar mehr Klarheit, schränkt aber die Vielfalt der Anbieter ein.

Zudem drängt die neue Norm gebrauchte Solarmodule faktisch aus dem Betrieb. Diese kommen bei Balkonkraftwerken laut Verbraucherzentrale künftig wohl nicht mehr zum Einsatz. Die Hersteller müssen nun sicherstellen, dass jedes Modul die strengen Sicherheitsvorgaben erfüllt, was den Einsatz von Alt-Hardware erschwert. Matthias Döring, von der Verbraucherzentrale Hamburg, dazu:

Mit den neuen Regeln bekommen Verbraucherinnen und Verbraucher endlich Sicherheit bei Balkonkraftwerken. Wer jetzt normgerecht baut, kann auf einen stabilen Rechtsrahmen vertrauen und sein Zuhause mit Solarstrom bereichern. Leider hat die Norm auch einige Schattenseiten.

So schnell rechnet sich ein Balkonkraftwerk

Aktuell bieten Händler einfache 400-Watt-Geräte für etwa 200 Euro an, während 800-Watt-Sets zwischen 400 und 500 Euro kosten. Beim Kauf dieser Photovoltaikanlagen entfällt für Kunden die Mehrwertsteuer. Ein 800-Watt-Gerät erzeugt jährlich je nach Ausrichtung zwischen 600 und 800 Kilowattstunden Strom. Eine genaue Einschätzung für den jeweiligen Standort liefert der Steckersolar-Simulator der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin.

Bei einem Strompreis von 35 Cent sparen Haushalte jährlich zwischen 210 und 280 Euro. Da Stecker-Solargeräte häufig 20 Jahre oder länger halten, lohnt sich die Anschaffung fast immer. Die Investition rechnet sich je nach Standort und Nutzungsverhalten bereits nach wenigen Jahren. Um den Ertrag zu optimieren, empfiehlt sich eine Südausrichtung in einem Winkel von etwa 30 Grad.

Speichernutzung und Eigenverbrauch

Ein Batteriespeicher ermöglicht es, den produzierten Solarstrom auch in den Abendstunden effizient zu nutzen. Für eine Anlage mit 800 Watt Leistung liegt die ideale Kapazität des Speichers zwischen einer und zwei Kilowattstunden. Solche Speicher nehmen mit Maßen von circa 35 × 30 Zentimetern etwa so viel Platz ein wie ein klassischer Desktop-PC. Komplettsets inklusive passendem Speicher gibt es ab 850 Euro.

Ein Speicher steigert den Anteil des selbst genutzten Stroms im Haushalt deutlich. Während ein Standard-Balkonkraftwerk etwa zehn bis 20 Prozent des Bedarfs deckt, liefert eine Batterie gut ein Drittel mehr. Die tatsächliche Energieausbeute hängt jedoch stark von den jährlichen Sonnenstunden in der jeweiligen Region ab.

Anmeldung in wenigen Minuten: So geht’s

Den bürokratischen Aufwand haben die zuständigen Stellen mittlerweile deutlich reduziert. Betreiber können ihre Geräte mit nur wenigen Daten im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur registrieren. Eine separate Meldung beim Netzbetreiber ist im Gegensatz zu früher nicht mehr notwendig. Dieser erfährt durch das Register automatisch von der Anlage.

Der Netzbetreiber kümmert sich nach der Anmeldung eigenständig um den Einbau eines modernen Stromzählers. Für eine Übergangszeit werden rücklaufende Stromzähler offiziell geduldet. Nutzer dürfen das Balkonkraftwerk sofort nach der Installation in Betrieb nehmen, auch wenn noch ein alter Zähler installiert ist.

Welche Förderungen gibt es 2026 noch?

Solargeräte gelten seit 2024 als privilegierte bauliche Veränderungen, weshalb Vermieter die Installation grundsätzlich erlauben müssen. Auch Wohnungseigentümergemeinschaften müssen der Montage in der Regel zustimmen. Die Betreiber müssen lediglich sicherstellen, dass sie die Module sturmfest montieren. Bei denkmalgeschützten Gebäuden können jedoch zusätzliche Gestaltungsvorgaben existieren.

In Hamburg übernimmt die Stadt für Haushalte mit geringem Einkommen Zuschüsse von bis zu 90 Prozent der Kosten. Mieter in Mecklenburg-Vorpommern erhalten eine Förderung von bis zu 500 Euro. Für Eigentümer in diesem Bundesland sind die entsprechenden Mittel hingegen bereits verbraucht. In Niedersachsen fördern Städte wie Lüneburg und Braunschweig die Geräte mit bis zu 350 Euro.

In anderen Städten wie Göttingen, Jever oder Oldenburg sind die Fördertöpfe derzeit hingegen ausgeschöpft. Ein entsprechendes Programm in Schleswig-Holstein endete bereits im Jahr 2024. Interessierte informieren sich deshalb am besten vorab über aktuell verfügbare regionale Zuschüsse. Trotz regionaler Unterschiede machen die niedrigen Einstiegspreise die Technik für eine breite Masse attraktiv.

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Der Beitrag Elektrolyt-Firewall wird bei Gefahr fest und stoppt E-Auto-Brände erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Brennende E-Autos sind eine der größten Sorgen potenzieller Käufer, auch wenn sie meist unbegründet sind. Forscher aus China haben jetzt eine Natrium-Ionen-Batterie vorgestellt, die sich bei Überhitzung selbst abschaltet, indem ihr Elektrolyt bei Gefahr fest wird und eine physische Brandschutzmauer bildet.

Forscher der Chinese Academy of Sciences (CAS) in Peking haben eine neue Natrium-Ionen-Batterietechnik entwickelt, die Brände durch den sogenannten Thermal Runaway verhindern soll. Dieser Effekt beschreibt eine unkontrollierte Kettenreaktion, bei der sich eine Batterie selbst immer weiter aufheizt, bis es zu einem Brand oder einer Art „Explosion“ kommt.

Laut einer Studie basiert der Schutz auf einer integrierten Sicherheitsmaßnahme direkt innerhalb der Batteriezelle. Bisher steckt die Technik vor allem in günstigen chinesischen E-Autos, da ihre Energiedichte aufgrund des frühen Entwicklungsstadiums noch gering ist.

Natrium-Ionen-Akkus funktionieren ähnlich wie Lithium-Ionen-Akkus, verwenden aber Natrium statt Lithium als Ladungsträger. Der neue Schutzmechanismus nutzt einen nicht brennbaren Elektrolyten aus einem Kunststoff auf Basis von Triethylphosphat (TEP), der in der Industrie oft als Flammschutzmittel zum Einsatz kommt. Während des Ladevorgangs bildet die Batterie auf der Anode eine Art chemische Schutzschicht. Dank eines Doppelsalzsystems bleibt diese SEI-Schicht laut den Forschenden so stark, dass das TEP sie nicht angreifen kann.

Wie ein flüssiger Elektrolyt zur festen Brandmauer wird

Wird es im Akku durch einen entstehenden Thermal Runaway über 150 Grad Celsius heiß, wird der flüssige Elektrolyt laut der Studie hart. Diese Masse bildet dann eine physische „Feuerschutzwand“ zwischen der Anode und der Kathode. Diese Trennung unterbindet die Kettenreaktion sofort und soll verhindern, dass die gesamte Batterie in Brand gerät.

In einem Experiment mit einer Batterie mit 3,5 Amperestunden unterband das System bei 300 Grad Celsius die Rauchentwicklung, Flammen und eine Explosion komplett. Auch den sogenannten Nageltest, bei dem ein Stahlnagel einen Kurzschluss im Inneren auslöst, überstand der Akku laut den Forschenden ohne Brandentwicklung.

Die Forscher führen dieses hohe Sicherheitsniveau auf die Robustheit der starken Schutzschicht zurück, die extremen Belastungen standhalten soll. Durch die kontrollierte Verfestigung des Elektrolyten riegelt das System die betroffene Zelle bei Gefahr ab. Damit bleibt die chemische Reaktion räumlich begrenzt, was die Sicherheit des gesamten Energiespeichers massiv erhöht.

Ab wann die Technik Brände bei E-Autos verhindern könnte

Die durchgeführten Tests belegen laut CAS, dass die Batterie bei Temperaturen zwischen minus 40 und 60 Grad Celsius zuverlässig funktioniert. Damit eigne sich die neue Batterietechnik für den Einsatz in Elektroautos, wodurch die Fahrzeuge für Nutzer deutlich sicherer werden könnten.

Im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus nutzen diese Zellen das leichter verfügbare Natrium als Ladungsträger. Das Forschungsteam sieht in der Neuentwicklung einen wichtigen Schritt, um die Brandgefahr bei E-Autos technisch auszuschalten.

Trotz der aktuell noch geringeren Energiedichte sorgt die starke SEI-Schicht für ein Sicherheitsniveau, das andere Batterietypen bisher nicht erreichen. Die Forschenden betrachten die kontrollierte Verfestigung des Elektrolyten als entscheidenden Weg, um das Risiko von Fahrzeugbränden künftig zu eliminieren.

Der Elektrolyt soll bei Gefahr einfach hart werden und das System so effektiv vor der Zerstörung schützen. Diese Technologie könnte die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen weiter steigern, indem sie eines der größten Sicherheitsbedenken adressiert.

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Auf dem tibetischen Hochplateau entsteht eines der höchstgelegenen Solarkraftwerke der Welt. In 4.550 Metern Höhe kombiniert eine Anlage Photovoltaik mit Solarthermie und einem Flüssigsalzspeicher, der Strom auch nach Sonnenuntergang liefert. 

In der autonomen Region Xizang im Südwesten Chinas hat die China General Nuclear Power Group mit dem Bau eines solarthermischen Kraftwerks in 4.550 Metern Höhe begonnen. Die Anlage ergänzt eine Photovoltaik-Sektion, die mit einer Leistung von 400 Megawatt groß dimensioniert ist. Für den solarthermischen Teil mit einer Kapazität von 50 Megawatt kommen Parabolrinnen auf einer Fläche von 242.000 Quadratmetern zum Einsatz.

Ein zentrales Element der Anlage ist das integrierte Speichersystem auf Basis von Flüssigsalz. Es soll Energie für bis zu sechs Stunden speichern, wodurch das Kraftwerk auch nach Sonnenuntergang Strom liefern kann. Innerhalb des Systems fungiert Thermoöl als Wärmeträgermedium, das die eingefangene Sonnenenergie von den Kollektoren zum Speicher transportiert.

Flüssigsalzspeicher soll die tibetische Hauptstadt nachts mit Strom versorgen

Das Projekt kombiniert Solarthermie und Photovoltaik, um eine stabilere Einspeisung in das Stromnetz zu erreichen. Laut den Entwicklern soll die solarthermische Anlage gezielt überschüssigen Strom aus der Photovoltaik aufnehmen, der sonst zu Spitzenzeiten ungenutzt bliebe. Auf diese Weise soll die Anlage die natürlichen Schwankungen bei der Erzeugung von herkömmlichem Solarstrom kompensieren.

Ein Beispiel verdeutlicht die Notwendigkeit dieser Hybridlösung für die lokale Versorgung. Nachts sinken die Temperaturen auf dem Hochplateau stark, wodurch der Bedarf an Wärmeenergie massiv ansteigt. Da die Photovoltaik in der Dunkelheit keinen Strom produziert, übernimmt der Flüssigsalzspeicher die Versorgung. Die Techniker stellen so eine kontinuierliche Energieabgabe für die regionale Hauptstadt Lhasa sicher.

Baustelle mit Sauerstoffversorgung und Überdruckkammer

Der Baustandort im Kreis Damxung liegt in einer Zone mit einem extrem geringen Sauerstoffgehalt. Die Arbeiten können dort wetterbedingt nur in einem begrenzten Zeitraum des Jahres stattfinden. Zur Unterstützung der Arbeitskräfte installierte das Unternehmen Heizsysteme, eine Sauerstoffversorgung und eine Überdruckkammer.

Diese spezielle medizinische Ausrüstung ist für die Sicherheit der Arbeiter unter den Bedingungen der dünnen Luft zwingend erforderlich. Sie dient dazu, mögliche gesundheitliche Folgen der extremen Höhenlage für das Personal direkt vor Ort zu behandeln. Trotz dieser erschwerten Bedingungen schafft das Vorhaben über 2.000 Arbeitsplätze für die lokale Bevölkerung.

Laut Angaben des Unternehmens sollen durch Löhne und den Einsatz von regionalem Gerät bereits mehr als 5,2 Millionen Yuan in die lokale Wirtschaft geflossen sein. Dies entspricht einer Summe von etwa 753.600 US-Dollar. Das Projekt dient somit auch als wirtschaftlicher Faktor in einem klimatisch schwierigen Umfeld.

Was die Anlage ab 2027 leisten soll

Das Kraftwerk soll nach der für 2027 geplanten Inbetriebnahme jährlich rund 719 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugen. Die Betreiber rechnen damit, dass dies etwa 220.000 Tonnen Standardkohle pro Jahr einspart. Zudem soll die Anlage den Ausstoß von Kohlendioxid um jährlich 652.300 Tonnen reduzieren.

Das Projekt ist Bestandteil des offiziellen Regierungsarbeitsberichts der Region Xizang. Dieser sieht vor, die installierte Leistung von 13 Millionen Kilowatt im Jahr 2025 auf 20 Millionen Kilowatt im Jahr 2026 zu erhöhen. Die Regionalregierung plant dafür den Aufbau großer integrierter Energiebasen, die Wind-, Solar- und Wasserkraft an verschiedenen Standorten bündeln.

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Bleimunition aus dem 17. Jahrhundert als Rohstoff für moderne Solarzellen? Was absurd klingt, haben Forscher im Labor umgesetzt. Ein elektrochemisches Verfahren verwandelt stark verunreinigtes Blei in hochreines Material für Perowskit-Solarzellen, die denselben Wirkungsgrad erreichen wie neue Zellen.

Was im 17. Jahrhundert als tödliches Projektil diente, könnte künftig Energieprobleme lösen. Denn: Historische Bleimunition ist stark mit Kohlenstoffrückständen, Metalleinschlüssen und einer ausgeprägten Patina belastet. Forscher nutzen diese verunreinigten Rückstände als extremen Belastungstest, um ihre Methode zur Gewinnung von hochreinem PbI₂ für die Fotovoltaik zu validieren. Der Ansatz zielt darauf ab, gefährliche Bleiabfälle in einen geschlossenen Kreislauf zu überführen und gleichzeitig den Bedarf an umweltbelastendem Primärbergbau zu senken.

Bleimunition für Solarzellen: So funktioniert die Elektrolyse

Die Transformation beginnt mit der direkten anodischen Oxidation des metallischen Bleis in einem Elektrolyten. Während der Elektrolyse entstehen gelbe PbI₂-Ablagerungen vorwiegend an der Kathode, was das spätere Einsammeln des Materials erheblich erleichtert.

Im Vergleich zu klassischen wasserbasierten Verfahren spart der Prozess pro Kilogramm PbI₂ etwa 50 bis 70 Liter Wasser ein. Die Nachhaltigkeit des Laborschritts demonstrierte die Forscher durch einen geringen Energiebedarf für das Rühren von lediglich 0,01 bis 0,1 kWh pro Durchlauf.

Wie wird aus Bleimunition ein Kristall für Solarzellen?

Um das Blei von den Elektroden zu lösen, überführten die Wissenschaftler es chemisch in eine Lösung. Im Resultat entstand unreines Perowskit-Pulver. Dieses Pulver bildete die Basis für die anschließende Reinigung mittels inverser Temperaturkristallisation (ITC).

Dabei löste sich das PbI₂ in einem Lösungsmittel und wird anschließend mit einem weiteren Gemisch vermengt. Erst durch diese chemische Kombination können unter kontrollierter Erwärmung die für Solarzellen benötigten FAPbI₃-Einkristalle entstehen.

Die Zugabe von Ameisensäure stabilisiert die gewünschte Kristallphase und schützt das Material vor Oxidation. Ein wesentlicher Kritikpunkt an der industriellen Skalierbarkeit ist jedoch die Prozessdauer von etwa 70 Stunden pro Charge.

Mit einer laborseitigen Produktivität von lediglich 0,05 g h^-1 stellt dieser zeitliche Aufwand aktuell noch einen massiven Flaschenhals dar. Dennoch beweist das Verfahren, dass selbst hochgradig verschmutzte Ausgangsstoffe für Hightech-Anwendungen nutzbar sind.

Solarzellen aus Bleimunition erreichen 21 Prozent Wirkungsgrad

Die aus dem recycelten Blei gefertigten Solarzellen erreichen im Labor einen Wirkungsgrad (PCE) von 21 Prozent. Statistische Auswertungen zeigen, dass diese Leistung absolut identisch mit Geräten ist, die aus kommerziellem Hochreinheitsmaterial (5N-Standard) gefertigt wurden.

Auch Messungen der externen Quanteneffizienz (EQE) bestätigen, dass das recycelte Material keine spektralen Stromverluste verursacht. Dies belegt die hohe Selektivität des Kristallisationsprozesses, der störende Fremdionen wie Kupfer oder Silber effektiv aus dem Gitter verdrängt.

In Zukunft könnte sich diese Strategie laut den Forschern auch auf massenrelevante Abfallströme wie alte Autobatterien oder Dachblei übertragen lassen. Selbst heterogene Quellen aus dem Elektronikschrott sollen nach einer entsprechenden physikalischen Vorbehandlung für die Perowskit-Fotovoltaik nutzbar sein.

Die ökologischen Vorteile eines solchen geschlossenen Kreislaufs hingen jedoch stark von einer effizienten Lösungsmittelrückgewinnung ab. Letztlich würde eine Verkürzung der Kristallisationszeiten die wirtschaftliche Attraktivität dieses Upcycling-Modells maßgeblich bestimmen.

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Der Beitrag Karlsruher Forscher verwandeln CO2 in einen Rohstoff – per Zinnschmelze erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Was, wenn CO2 kein Abfallprodukt mehr wäre, sondern ein Industrierohstoff? Genau daran arbeitet das Karlsruher Institut für Technologie mit dem sogenannten NECOC-Verfahren. Eine Schmelze aus flüssigem Zinn zerlegt klimaschädliches Gas in festen Kohlenstoff, der fossilen Koks ersetzen kann.

Seit dem Jahr 2020 forschen Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit dem Projekt NECOC an der Umwandlung von CO2. Ende März 2026 erhielt das Team einen offiziellen Förderbescheid für den Transfer der Technologie in die industrielle Praxis. Das Verfahren wandelt das klimaschädliche Gas wahlweise direkt aus der Atmosphäre oder aus Industrieabgasen in ein hochreines, schwarzes Kohlenstoffpulver um.

In der Versuchsanlage wird das CO2 zunächst mit Wasserstoff zu Methan umgesetzt. Dieses Gas perlt anschließend durch eine Schmelze aus flüssigem Zinn, wobei es durch die intensive Hitze des Metalls zur Pyrolysereaktion kommt. Das Methan zerfällt dabei in Wasserstoff und festen Kohlenstoff, der als stofflicher Rohstoff geerntet wird.

So macht flüssiges Zinn aus CO2 festen Kohlenstoff

Für den Erfolg des Projekts kombinierten die Forscher Expertisen in Wasserstofftechnik, Gasaufbereitung und Hochtemperaturreaktionen im Flüssigmetall. Das Karlsruher Flüssigmetalllabor (KALLA) leitet die technischen Prozesse innerhalb der Metallschmelze. Das neue Verfahren nutzt verschiedene Energiequellen wie Wärme, Elektrizität oder Biogas.

Ein Gusseisenwerk in Singen erprobt das Anlagenkonzept nun erstmals im großtechnischen Maßstab. Dort entstehen wichtige Achs- und Bremskomponenten für die Automobilbranche, wobei der Einsatz von fossilem Koks im Schmelzofen bisher unverzichtbar war. Der durch NECOC gewonnene Kohlenstoff soll künftig den fossil hergestellten Koks ersetzen und so den Kreislauf direkt vor Ort schließen.

1,4 Millionen Euro: Was sich Baden-Württemberg verspricht

Das Land Baden-Württemberg unterstützt das Vorhaben mit einer Fördersumme von 1,4 Millionen Euro über einen Zeitraum von drei Jahren. Wirtschaftsministerin Nicole Hoffmeister-Kraut betonte bei der Übergabe im März 2026 die strategische Bedeutung für den Industriestandort. Die Technik soll dabei helfen, industrielle Wertschöpfung und Arbeitsplätze in Deutschland langfristig durch klimafreundliche Prozesse zu sichern. Hoffmeister-Kraut:

Das Projekt am KIT schafft die Grundlage für eine klimaneutrale Produktion in Bereichen, in denen aktuell prozessbedingt große Mengen an Kohlenstoffdioxid emittiert werden. (…) Darüber hinaus legt es ein starkes Fundament, damit Verfahren und Anlagen zur Abscheidung und Nutzung von Kohlenstoffdioxid ein Aushängeschild unseres Industrielands werden.

Professor Thomas Hirth, Vizepräsident des KIT, sieht in NECOC eine Chance, Klimaschutz und ökonomische Stabilität ohne Widerspruch zu verbinden. Als CCU-Verfahren (Carbon Capture and Utilization) ermögliche die Technologie die Abscheidung und stoffliche Nutzung von Kohlenstoff. Damit wird ein bisher schädliches Abgas zum festen Bestandteil einer zirkulären Industrie.

Batterien, Baustoffe, Müllverbrennung: Wo NECOC zum Einsatz kommen könnte

Laut Benjamin Dietrich deuten erste Forschungsarbeiten darauf hin, dass sich das schwarze Pulver als Elektrodenmaterial in Batterien eignen könnte. Ein Einsatz in langlebigen Baustoffen zur gezielten Verbesserung technischer Eigenschaften wäre laut den Forschern ebenfalls eine Option.

Die schrittweise Umwandlung von Emissionen könnte damit neue Wege für die nachhaltige Rohstoffgewinnung und dauerhafte Kohlenstoffbindung eröffnen. Ein weiteres Transferprojekt für den Bereich der Müllverbrennung befindet sich bereits in Planung.

Das NECOC-Verfahren ist somit keine reine Nischenlösung für die Metallindustrie, sondern zielt auf die großflächige Dekarbonisierung verschiedener Wertschöpfungsketten. Das Ziel bleibt die schrittweise Überführung technischer Prozesse in eine funktionierende, emissionsarme Kreislaufwirtschaft.

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Der Beitrag Neuer Quanteneffekt könnte Elektronik ohne Batterien betreiben erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Ein internationales Forscherteam hat die physikalische Grundlage für Sensoren und Microchips ohne Batterie geschaffen. Die Wissenschaftler nutzen einen speziellen Quanteneffekt, der Wechselstromsignale aus der Umgebung direkt in nutzbaren Gleichstrom umwandelt.

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Professor Dongchen Qi von der Queensland University of Technology und Professor Xiao Renshaw Wang von der Nanyang Technological University in Singapur untersuchte neue Wege zur Energiegewinnung. Die Wissenschaftler wollen einen speziellen Quanteneffekt gezielt manipulieren, indem sie subtile Merkmale wie Defekte und interne Schwingungen in fortschrittlichen Materialien nutzen. Diese Erkenntnisse könnten laut der Studie künftig die Entwicklung kleinerer und effizienterer Technologien ermöglichen.

Im Zentrum der Untersuchung steht der sogenannte nicht lineare Halleffekt (NLHE). Im Gegensatz zum klassischen Halleffekt erlaubt dieses Phänomen die direkte Umwandlung von Wechselstromsignalen aus der Umgebung in nutzbaren Gleichstrom. Dieser Prozess funktioniert ohne den Einsatz herkömmlicher Dioden oder anderen sperrigen Bauteilen.

Wie gewinnen Geräte Energie ohne Batterie?

Laut Dongchen Qi könnte dieser Effekt theoretisch dazu führen, dass Sensoren oder Mikrochips künftig ohne Batterien betrieben werden. Die Geräte würden ihre benötigte Energie stattdessen direkt aus ihrer unmittelbaren Umgebung beziehen. Die Forscher betonen jedoch, dass ein tiefgreifendes Verständnis der internen Materialvorgänge die notwendige Voraussetzung für den Entwurf solcher zukünftigen Geräte ist.

Für ihre Experimente nutzte das Team den topologischen Isolator Bi₂Te₃, der für sein ungewöhnliches elektronisches Verhalten bekannt ist. Eine wichtige Beobachtung der Studie ist, dass der nicht lineare Halleffekt in diesem Material auch bei Raumtemperatur stabil bleibt. Dies wird als vielversprechendes Merkmal für die praktische Anwendung in künftiger Alltagselektronik gewertet.

Die Forscher entdeckten zudem, dass sowohl die Stärke als auch die Richtung der erzeugten Spannung von der Temperatur abhängen. Bei niedrigen Temperaturen bestimmen vor allem winzige Unvollkommenheiten im Material den Stromfluss. Sobald sich das Material erwärmt, übernehmen Schwingungen innerhalb des Kristallgitters die Kontrolle und bewirken eine Umkehr des elektrischen Signals.

Selbstversorgende Sensoren und schnellere Mobilfunknetze

Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden in der Fachpublikation Cell veröffentlicht. Gewonnene Erkenntnisse könnten laut den Forschern künftig den Einsatz von selbstversorgenden Sensoren und tragbarer Technologie unterstützen. Ebenso wäre eine Anwendung in ultraschnellen Komponenten für Mobilfunknetze der nächsten Generation denkbar.

Ziel der Forscher ist es, Quanteneffekte von einer abstrakten Theorie in eine praktische Unterstützung für technologische Entwicklungen zu überführen. Das Team sieht in seiner Arbeit einen wichtigen Schritt, um die Effizienz elektronischer Systeme langfristig zu steigern.

Dennoch bleibe die tatsächliche Umsetzung in marktreife Produkte eine Aufgabe für kommende Forschungs- und Ingenieursprojekte. Die Studie liefert die physikalische Grundlage für künftige Innovationen im Bereich der nachhaltigen Energieversorgung.

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Der Beitrag KI erkennt Kehlkopfkrebs an der Stimme – Pilotphase ab 2028 erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Jedes Jahr erkranken weltweit rund 1,1 Millionen Menschen an Kehlkopfkrebs. Die Diagnose erfolgt oft spät und ist für Patienten sehr belastend. Ein US-Forschungsteam hat nun einen KI-Algorithmus entwickelt, der die Krankheit allein anhand der Stimme erkennen soll.

Die menschliche Stimme könnte künftig als digitaler Fingerabdruck für schwerwiegende Erkrankungen dienen. Eine Künstliche Intelligenz soll in der Lage sein, Kehlkopfkrebs allein durch das Zuhören der Sprache zu erkennen. Laut aktuellen Forschungsergebnissen verbirgt die Stimme subtile akustische Signaturen, die auf frühe Unregelmäßigkeiten hindeuten. Ziel sei es, sogenannte Stimmlippenveränderungen wie Knötchen oder Polypen bereits im Keim zu identifizieren.

Kehlkopfkrebs stellt ein massives globales Gesundheitsproblem dar, an dem jährlich etwa 1,1 Millionen Menschen erkranken. Rund 100.000 Betroffene sterben jedes Jahr an den Folgen. Als wesentliche Risikofaktoren gelten laut den Experten das Rauchen, ein hoher Alkoholkonsum sowie Infektionen mit Humanen Papillomviren (HPV). Die herkömmliche Diagnose über die Endoskopie oder Biopsien gilt als invasiv, schmerzhaft und oft schwer zugänglich, was die lebenswichtige Behandlung verzögern könne.

Wie funktioniert die KI-Stimmanalyse zur Krebserkennung?

Das Projekt „Bridge2AI-Voice“ untersucht, wie Computer diese komplexen biomedizinischen Probleme lösen können. Es wird vom Konsortium „Bridge to Artificial Intelligence“ des US National Institute of Health (NIH) gefördert. Für die aktuelle Studie hat ein Team um Phillip Jenkins einen Datensatz mit 12.523 Aufnahmen von 306 Teilnehmern präzise analysiert.

Dabei seien physikalische Merkmale wie die Tonhöhe, die Lautstärke und die generelle Klarheit der Sprache vermessen worden. Die Forscher stellten fest, dass vor allem das Verhältnis von harmonischen Klängen zum Rauschen deutliche Unterschiede aufzeigt. Solche Muster seien insbesondere bei männlichen Patienten mit Kehlkopfkrebs oder gutartigen Stimmlippenveränderungen messbar gewesen.

Die Künstliche Intelligenz sol kleinste Schwankungen in der Frequenz (Jitter) und Amplitude (Shimmer) erfassen können, die für das menschliche Ohr kaum wahrnehmbar sind. Das könnte eine objektivere Einschätzung des individuellen Krebsrisikos in der klinischen Routineversorgung ermöglichen.

Wann die KI-Diagnose in die Arztpraxis kommt

Bei weiblichen Studienteilnehmern ließen sich bisher noch keine vergleichbar eindeutigen Trends identifizieren. Die Wissenschaftler gehen jedoch davon aus, dass größere Datensätze in Zukunft verlässlichere Ergebnisse liefern. Ein Schwerpunkt der kommenden Arbeit liegt daher auf der ethischen Beschaffung multi-institutioneller Daten für ein breiteres Training der Modelle.

Erst nach einer umfassenden Validierung im klinischen Umfeld könnte die Technologie als verlässliches medizinisches Werkzeug eingesetzt werden. Jenkins schätzt, dass entsprechende KI-Tools zur Erkennung von Stimmlippenveränderungen bereits in den nächsten zwei Jahren in die Pilotphase gehen könnten.

Die Methode verspricht den Vorteil, dass sie völlig kontaktlos, kostengünstig und schnell in der täglichen Praxis anwendbar ist. Solche digitalen Biomarker könnten die kritische Wartezeit auf Facharzttermine überbrücken und die Heilungschancen durch eine zeitnahe Früherkennung deutlich verbessern. Je nach Stadium und Ort des Tumors liegen die Überlebenschancen bei einer rechtzeitigen Diagnose derzeit zwischen 35 und 78 Prozent.

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Der Beitrag Wasserstoff-Faktencheck: Wo sich der Einsatz lohnt – und wo nicht erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Die öffentliche Wasserstoff-Debatte weckt oft enorme Erwartungen. Doch die technologische und wirtschaftliche Realität hinkt den politischen Ambitionen hinterher. Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) hat in einem Meta-Faktencheck über 100 Quellen ausgewertet, um Klarheit zu schaffen. Das Papier liefert damit eine sachliche Basis für die hitzige Debatte.

Experten bezeichnen Wasserstoff aufgrund seiner Kostbarkeit und des hohen Produktionsaufwands häufig als „Champagner unter den Energieträgern“. Die Fraunhofer-Studie empfiehlt deshalb einen gezielten Einsatz dort, wo keine effizienteren Alternativen existieren. Stadtplaner und Behörden planen für den Pkw-Bereich oder den Gebäudesektor überwiegend keinen flächendeckenden Infrastrukturausbau. Dort erweist sich die direkte Elektrifizierung meist als effizienter und kostengünstiger.

Wasserstoff im Faktencheck

Die Stahlindustrie dient laut Fraunhofer ISI als zentrale Leitanwendung für den Markthochlauf. Hersteller testen bereits in Pilotanlagen die wasserstoffbasierte Direktreduktion von Eisen. Für die Produktion von einer Tonne Stahl benötigt man dabei etwa 47 bis 68 Kilogramm Wasserstoff. Die International Energy Agency (IEA) rechnet ab Mitte der 2030er Jahre mit einem großtechnischen Einsatz dieses Verfahrens.

Ohne gewaltige Mengen an zusätzlichem Ökostrom lässt sich der industrielle Wandel jedoch kaum realisieren. Allein Deutschland müsste bis zum Jahr 2030 etwa 160 Terawattstunden mehr Grünstrom bereitstellen. Ohne diese Kapazitäten lässt sich Wasserstoff nicht vollständig regenerativ produzieren. Es besteht damit eine deutliche Diskrepanz zwischen den ambitionierten Ausbauzielen und der aktuellen Verfügbarkeit.

Was kostet grüner Wasserstoff – und woher kommt er?

Derzeit bleibt grüner Wasserstoff teuer und kostet voraussichtlich bis 2030 mindestens doppelt so viel wie Erdgas. Doch technologische Lernkurven könnten die Preise künftig drücken. Die IEA erwartet beispielsweise, dass die Kosten für die Herstellung aus erneuerbarem Strom bis zum Jahr 2030 um rund 30 Prozent sinken könnten.

Heimische Quellen werden den deutschen Bedarf laut Experten aber kaum allein decken können. Schätzungen gehen davon aus, dass internationale Partnerschaften langfristig bis zu 80 Prozent des Bedarfs liefern müssten. Experten beziffern den Importanteil für das Jahr 2030 auf bis zu 74 Prozent. Das erfordert den Aufbau robuster und geopolitisch resilienter Lieferketten.

9.040 Kilometer Pipeline: So entsteht das Wasserstoff-Netz

Ein spezialisiertes Pipelinenetz soll das Rückgrat der künftigen Wasserstoffwirtschaft bilden. Das geplante Kernnetz in Deutschland könnte bis 2032 eine Länge von etwa 9.040 Kilometern erreichen. Rund 60 Prozent davon entstehen durch die Umstellung bestehender Erdgasleitungen. Für die saisonale Speicherung gelten unterirdische Salzkavernen als einzig praktikable Lösung im industriellen Maßstab.

Der globale Wasserbedarf für die Elektrolyse erscheint im makroskopischen Maßstab handhabbar. Er macht weltweit weniger als drei Prozent des Bedarfs der Nahrungsmittelproduktion aus. Die Herstellung von Wasserstoff verbraucht damit deutlich weniger Wasser als die heutige Förderung fossiler Energieträger. An trockenen Standorten könnte die Wasserknappheit jedoch Genehmigungen verzögern.

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Der Beitrag Windkraft um 22 Uhr: Warum drei Gigawatt Strom in Sekunden verschwinden erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Jeden Abend um Punkt 22 Uhr passiert im europäischen Stromnetz etwas Ungewöhnliches: Die Frequenz gerät bis an kritische Grenzen ins Schwanken. Hintergrund sind tausende Windräder, die wegen Lärmschutzregeln gedrosselt werden. Das ging bisher gut, könnte aber zum Problem werden. Doch es gibt eine einfache Lösung. 

In den vergangenen Tagen häuften sich laut einem Bericht der taz starke Frequenzschwankungen im europäischen Stromnetz. Diese Abweichungen erreichten beinahe die kritische Grenze von 0,2 Hertz. Ab diesem Wert erfolgen teilweise automatische Sicherheitsabschaltungen, die die allgemeine Netzstabilität gefährden. Das Phänomen tritt insbesondere an windreichen Tagen auf.

Besonders auffallend ist der exakte Zeitpunkt des Auftretens jeweils um 22 Uhr. Grund dafür sind die in vielen Regionen geltenden Lärmschutzbestimmungen für technische Anlagen. Denn zu dieser Stunde führen die Betreiber die Nachtabsenkung von Windkraftanlagen durch.

Frequenzschwankungen im Stromnetz: 3 Gigawatt weniger in Sekunden – was um 22 Uhr passiert

Heißt korrekt: Die Leistung der Anlagen wird um ein Fünftel reduziert, damit die Geräuschemissionen für Anwohner sinken. Die beinahe zeitgleiche Drosselung tausender Windräder senkt aber die eingespeiste Leistung im Stromnetz nahezu augenblicklich.

In Deutschland deckt die Windkraft bei viel Wind fast den gesamten Bedarf. Dieser Moment führt zu einem unmittelbaren Defizit von knapp drei Gigawatt. Diese Menge entspricht der Leistung zweier großer Kohlekraftwerke oder moderner Atomreaktoren.

Auch die verfügbare Reserve im Stromnetz liegt auf diesem Niveau. Diese Reserve gleicht normalerweise Schwankungen im System aus. Die Frequenzschwankung könnte gefährlich werden, wenn parallel an anderer Stelle ein weiteres Problem auftritt.

Reichen 15 Minuten, um das Problem zu lösen?

Der Einbruch könntekünftig noch größer ausfallen, da Europa die Windkraft weiter ausbauen will. Das Problem bleibt jedoch beherrschbar, sofern eine zeitnahe Regelanpassung erfolgt. Grundlegend sinkt der Strombedarf bereits vor 22 Uhr.

Daher hat die Nachtabsenkung keinen negativen Einfluss auf die generelle Versorgungssicherheit. Nur das gleichzeitige Abschalten verursacht die unnötige Schwankung. Schon eine Streckung der Drosselung auf 15 Minuten würde genügen, um die Netzstabilität zu wahren und gleichzeitig den Lärmschutz einzuhalten.

Christoph Maurer, Geschäftsführer des Aachener Beratungsunternehmens Consentec, dazu gegenüber der taz: „Würde man die Abschaltungen über eine Viertelstunde strecken, könnte das europäische Stromsystem damit gut umgehen.“

Die technische Lösung liegt zwar auf dem Tisch und ist denkbar simpel. Doch dass dafür Lärmschutzverordnungen in mehreren Bundesländern gleichzeitig angepasst werden müssten, macht es politisch zäher als technisch nötig. Angesichts des geplanten Windkraft-Ausbaus wird Europa diese Anpassung aber früher oder später vornehmen müssen – wobei früher deutlich besser wäre.

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Der Beitrag Neuro-symbolische KI senkt Energiebedarf beim Training um bis zu 99 Prozent erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Ein Forscherteam der Tufts University hat eine neuro-symbolische KI entwickelt, die den Energiebedarf beim Training um bis zu 99 Prozent reduzieren kann. Statt 36 Stunden benötigte sie im Rahmen eines Tests nur 34 Minuten. 

Der Hunger nach Energie wächst durch künstliche Intelligenz rasant an. Allein in den USA verbrauchten KI-Systeme und Rechenzentren im Jahr 2024 etwa 415 Terawattstunden Strom. Das ist mehr als der gesamte Stromverbrauch Großbritanniens. Datenzentren und KI-Systeme beanspruchen damit einen Anteil von mehr als zehn Prozent der gesamten nationalen Energieerzeugung.

Laut Prognosen der Internationalen Energieagentur wird sich dieser Wert bis zum Jahr 2030 voraussichtlich verdoppeln. Deshalb suchen Forscher nach Wegen, wie Systeme leistungsfähiger werden, ohne die Stromkosten explodieren zu lassen. Ein neuer technischer Ansatz der Tufts University verspricht hier eine deutliche Abhilfe.

Was macht neuro-symbolische KI anders als ChatGPT?

Hinter der Entwicklung steht die Arbeit von Matthias Scheutz und seinem Team an der Tufts University School of Engineering. Die Wissenschaftler nutzen die sogenannte neuro-symbolische KI. Hierbei verbinden sie klassische neuronale Netze mit festen logischen Regeln, ähnlich wie Menschen Probleme in Schritten und Kategorien lösen.

Die Forschung konzentriert sich vor allem auf Roboter, die direkt mit Menschen interagieren. Die Forscher nutzen sogenannte Visual-Language-Action-Modelle (VLA), welche herkömmliche Sprachmodelle wie ChatGPT oder Gemini um Sicht und Bewegung erweitern. Durch die Anwendung allgemeiner Regeln verstehen diese Systeme Konzepte wie die Form oder den Schwerpunkt eines Objekts wesentlich besser.

So schlägt der neue Ansatz klassische KI

Matthias Scheutz, Professor für angewandte Technologie, dazu: „Ähnlich wie ein LLM stützen sich VLA-Modelle auf statistische Ergebnisse aus großen Trainingsdatensätzen mit ähnlichen Szenarien, was jedoch zu Fehlern führen kann. Ein neurosymbolisches VLA kann Regeln anwenden, die den Umfang des Ausprobierens während des Lernprozesses begrenzen und so viel schneller zu einer Lösung gelangen. Es erledigt die Aufgabe nicht nur wesentlich schneller, sondern auch der Zeitaufwand für das Training des Systems wird erheblich reduziert.“

In Experimenten mit dem Turm-von-Hanoi-Puzzle erreichte das System von Scheutz eine Erfolgsquote von 95 Prozent. Herkömmliche Modelle kamen bei derselben Aufgabe lediglich auf 34 Prozent. Sogar bei völlig unbekannten Aufgaben glänzte die neue Technik mit 78 Prozent Erfolg, während herkömmliche KI-Systeme jeden Versuch abbrachen.

Der hybride Ansatz verbessert die Planung spürbar und macht sie insgesamt zuverlässiger. Zudem reduziert die neuro-symbolische Methode das notwendige Ausprobieren während der Lernphase erheblich. Die Experimente lieferten messbare Erfolge beim zeitlichen Aufwand für das notwendige Lernen.

Während Standardmodelle über anderthalb Tage für das Training brauchten, war das neue System nach nur 34 Minuten bereit. Die benötigte Zeit für den Lernprozess sinkt somit ganz erheblich. Eine deutliche Effizienzsteigerung betrifft dabei sowohl die Rechenzeit als auch den direkten Stromverbrauch.

Ein Prozent Energie: Die Einsparungen im Detail

Ebenso deutlich fiel die Ersparnis beim tatsächlichen Stromverbrauch der Technologie aus. Das Training beanspruchte nur ein Prozent der Energie konventioneller Modelle. Im laufenden Betrieb verbrauchte die Technik von Matthias Scheutz lediglich fünf Prozent der Energie.

Aktuelle KI-Zusammenfassungen in Suchmaschinen verbrauchen oft 100-mal mehr Energie als einfache Trefferlisten. Genau hier setzt die Lösung aus Tufts an, um solche rechenintensiven Aufgaben durch Regelbasierung nachhaltig zu gestalten. Für viele alltägliche Aufgaben steht der bisherige massive Energieeinsatz in keinem Verhältnis zum Nutzen.

Heutige Modelle bieten laut den Forschern kein langfristig tragfähiges Fundament für die Zukunft. Timothy Duggan, Pierrick Lorang, Hong Lu und Matthias Scheutz veröffentlichten ihre Ergebnisse im Februar 2026 auf arXiv. Ihr Konzept dient als notwendige Alternative zu bisherigen ressourcenintensiven Modellen.

Warum Rechenzentren jetzt neu kalkulieren müssen

Ein nachhaltiger Betrieb großer Rechenzentren rückt mit solchen Innovationen wieder in greifbare Nähe. Die neuro-symbolische Methode bietet eine effiziente Grundlage für künftige Entwicklungen. Die Ergebnisse zwingen Unternehmen dazu, den Energiebedarf künftiger Datenzentren völlig neu zu kalkulieren.

Das Forschungspapier ist bislang zwar noch nicht durch das sogenannte Peer-Review-Verfahren gelaufen – sprich: Es wurde noch nicht von unabhängigen Wissenschaftlern überprüft. Die Ergebnisse erscheinen zwar beeindruckend, aber es ist wichtig, sie einzuordnen.

Die Tests liefen bisher etwa mit einem vergleichsweise einfachen Puzzle, nicht mit großen Sprachmodellen wie ChatGPT oder Google Gemini. Ob sich die Einsparungen von 99 Prozent auch auf Modelle mit Milliarden Parametern übertragen lassen, muss sich erst zeigen. Trotzdem liefert der Ansatz einen vielversprechenden Denkanstoß – gerade weil er zeigt, dass nicht jedes KI-Problem mit roher Rechenpower gelöst werden muss.

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