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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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Der Beitrag Wie KI-generierte Daten deutsche Städte vor Überflutungen schützen sollen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

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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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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Der Beitrag China baut Solarkraftwerk auf 4.550 Metern Höhe in Tibet erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

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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Der Beitrag 400 Jahre alte Musketen-Munition liefert Rohstoff für Solarzellen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

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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ChatGPT, Gemini und Claude sagen dir fast immer, was du hören willst. Eine neue Stanford-Studie belegt, dass Sprachmodelle Nutzer im Schnitt 49 Prozent häufiger bestätigen als Menschen. Die Forscher warnen, dass diese systematische Zustimmung uns egoistischer macht und unsere Fähigkeit für schwierige Gespräche untergräbt.

Eine neue Stanford-Studie hat das Phänomen der sogenannten KI-Sykophantie untersucht. Die Arbeit erschien in der Fachzeitschrift Science und analysierte elf verschiedene Sprachmodelle. Darunter: ChatGPT, Gemini, Claude und DeepSeek. Die Ergebnisse zeigen, dass die Systeme dazu neigen, die Meinungen von Nutzern zu bestätigen.

Professor Dan Jurafsky sieht in dieser programmierten Bestätigung ernsthafte Risiken für die menschliche Psyche. Die Interaktion mit solchen Modellen macht Menschen laut seiner Einschätzung moralisch dogmatischer und selbstzentrierter. Diese Entwicklung verstärkt die Überzeugung, im Recht zu sein, und mindert gleichzeitig die Empathie für andere Standpunkte.

Wie oft gibt dir die KI recht?

In den Tests validierten die Modelle das Verhalten der Anwender im Durchschnitt 49 Prozent häufiger als menschliche Vergleichsgruppen. Selbst bei der Abfrage von schädlichen oder illegalen Handlungen bestätigten die KIs die Eingaben in 47 Prozent der Fälle. Ein Beispiel zeigt eine KI, die das Verschweigen von Arbeitslosigkeit über zwei Jahre als Versuch deutet, die Beziehungsdynamik jenseits von materiellen Beiträgen zu verstehen.

Die Informatiker nutzten für die Untersuchung zudem 2.000 Datensätze aus der Reddit-Community „Am I the Asshole“. Obwohl die Community die Verfasser als Verursacher identifizierte, stimmten die Chatbots ihnen in 51 Prozent der Fälle zu. Die Systeme verwenden dabei oft eine akademisch wirkende Sprache, um ihre Zustimmung zu verpacken.

Warum Unternehmen kein Interesse an ehrlicher KI haben

Die über 2.400 Teilnehmenden der Studie bevorzugten die sykophantischen Antworten und hielten diese für vertrauenswürdig. Anwender erkannten die Manipulation nicht und hielten beide KI-Typen für gleich objektiv. Die Modelle verstecken ihre Zustimmung dabei hinter einer neutralen und fachsprachlichen Formulierung.

Die Studie warnt vor „perversen Anreizen“, da die schädliche Bestätigung gleichzeitig das Nutzer-Engagement steigert. Da die Bestätigung die Bindung an das System erhöht, haben Unternehmen wenig Interesse daran, die Sykophantie zu drosseln. Firmen verspüren daher eher die Motivation, dieses Verhalten zu verstärken, anstatt es zum Schutz der Nutzer zu reduzieren.

Anwender senken diese Tendenz zur Bestätigung durch eine gezielte Anweisung im Chat. Die sprachliche Einleitung „Warte mal kurz“ am Anfang eines Prompts verbessert die Objektivität der Antworten nachweislich. Diese simple Anweisung versetzt das Modell in einen kritischeren Zustand und liefert somit neutralere Ergebnisse.

So schützt du dich vor einer Ja-Sager-KI

Die Studienleiterin Myra Cheng äußert die Sorge, dass eine ständige Nutzung dieser Systeme die sozialen Fähigkeiten schwächen könnte. Sie schätzt ein, dass Menschen durch die Vermeidung von Reibung wichtige Kompetenzen im Umgang mit realen Konflikten verlieren. Laut Myra Cheng ist Reibung für gesunde Beziehungen essenziell.

Cheng empfiehlt daher für den Moment, künstliche Intelligenz nicht als Ersatz für Menschen in persönlichen Angelegenheiten zu nutzen. Diese Empfehlung basiert auf der Annahme, dass das Ausweichen vor schwierigen Gesprächen die persönliche Entwicklung hemmt. Echte Gespräche bleiben laut Cheng unverzichtbar für die persönliche Entwicklung.

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Eine neue Idee von General Motors könnte das Laden von Elektroautos grundlegend verändern: Statt einzelner Säulen verteilt ein System die Leistung auf mehrere Fahrzeuge gleichzeitig. Das verspricht weniger Wartezeit und effizientere Nutzung bestehender Infrastruktur.

Automobilhersteller General Motors hat ein Patent für eine neuartige Ladeinfrastruktur erarbeitet. Es wurde bereits 2024 eingereicht und im Februar 2026 veröffentlicht. Der Ansatz verteilt Strom wie eine Mehrfachsteckdose und soll die Kapazität bestehender Ladeparks erhöhen.

Das Hauptziel ist es, überlastete Standorte durch eine effiziente Energieverteilung zu entzerren. Da Ladeparks trotz wachsender Infrastruktur oft an ihre Grenzen stoßen, könnte der Entwurf einen technischen Lösungsansatz bieten. Bei dem Konzept verteilt ein zentraler Gleichstrom-Schnelllader (DC) die verfügbare Leistung auf mehrere Module.

Diese Low-Power Access Points (LPAP) dienen als zusätzliche Anschlüsse für die Elektroautos. Durch den modularen Aufbau laden mehrere Fahrzeuge zeitgleich an einer einzigen Basisstation. Das System setzt gezielt auf die Technologie der DC-Schnelllader und könnte Engpässe an Autobahnen beseitigen.

Mehrfachsteckdose für Ladesäulen: So funktioniert das neue Ladesystem von General Motors

Die Vernetzung zwischen dem Hauptlader und den Modulen basiert auf einer speziellen Reihenschaltung. Techniker bezeichnen die Methode als Daisy Chain. An jedem dieser zusätzlichen Module dockt ein Elektroauto an, wodurch die Hardware eine optimale Auslastung erreicht. Anstatt eines isolierten Ladepunkts entsteht ein Netzwerk aus mehreren Zugriffspunkten.

Die Besonderheit bildet die Kommunikation zwischen den Modulen und den angeschlossenen Fahrzeugen. Das System analysiert kontinuierlich:

• Ladezustand der Fahrzeuge
• Batteriespannung und Anforderungen
• aktuelle Auslastung aller angeschlossenen Autos

Auf Basis dieser Daten entscheidet das System in Echtzeit über die Zuteilung der Ladeleistung. Die Energie soll genau dorthin fließen, wo der Bedarf am höchsten ist.

Intelligente Energieverteilung statt fixer Ladeleistung

Die Module analysieren die Bedürfnisse aller verbundenen Fahrzeuge und passen die Stromabgabe dynamisch an. Das System berücksichtigt dabei unterschiedliche Batterietechnologien und Spannungsniveaus der Fahrzeuge.

Es steuert die Energieflüsse, um Überlastungen zu verhindern und die Ladezeit zu optimieren. Dieser intelligente Prozess verwandelt eine einfache Säule in einen vernetzten Knotenpunkt.

In der Praxis bedeutet das, dass die verfügbare Gesamtleistung nicht mehr starr an einen einzelnen Nutzer gebunden bleibt. Ein einzelnes Fahrzeug blockiert den Schnelllader somit nicht mehr exklusiv, da die Steuerung eine ganze Gruppe parallel bedient.

Damit will GM potenziell mehr Ladevorgänge in der gleichen Zeit als mit herkömmlichen Systemen abwickeln. Das System arbeitet Fahrzeuge im Team ab, statt sie nacheinander in eine Warteschlange zu schicken.

Mehr Effizienz in überlasteten Ladeparks

Für Nutzer verspricht diese Technologie eine spürbare Verbesserung des Komforts auf Reisen. Mehrere Fahrzeuge könnten sich sofort anschließen, sobald sie am Standort eintreffen, ohne auf einen freien Punkt zu warten. Das Ausharren in einer Warteschlange würde durch die höhere Anzahl an physischen Anschlüssen entfallen. Die Zeit am Ladepark ließe sich so wesentlich effizienter nutzen.

Die Priorisierungsfunktion würde besonders Fahrern mit einem sehr niedrigen Akkustand helfen. Außerdem könnte das System ein fast leeres Fahrzeug bevorzugen, damit dieses schnell eine Basisreichweite für die Weiterfahrt erhält. Währenddessen würden andere Autos mit höherem Füllstand parallel mit einer reduzierten Leistung weiter aufladen. Am Ende zählt für Autofahrer die tatsächliche Zeitersparnis und nicht nur die maximale Ladeleistung auf dem Papier.

Das sagen Elektroauto-Fahrer

Eine aktuelle Umfrage unter 2.341 Teilnehmern zeigt, wie vielfältig die Ladegewohnheiten der E-Auto-Besitzer sind. Während ein Teil der Befragten noch auf die Haushaltssteckdose setzt, nutzen viele bereits eine eigene Wallbox. Öffentliche Ladesäulen spielen ebenfalls eine zentrale Rolle im Alltag der Fahrer. Interessanterweise gaben einige Teilnehmer an, noch kein Elektroauto zu besitzen.

Das Prinzip der Leistungsverteilung existiert in der Branche bereits für das Laden mit Wechselstrom (AC). Ein Beispiel liefert das Münchner Unternehmen ChargeX, das die Energie eines Anschlusses modular verteilt. Diese Lösungen zielen primär auf Standorte wie Firmenparkplätze oder Wohnanlagen mit geringeren Leistungen ab. Dort steht das Laden über längere Zeiträume mit elf oder 22 Kilowatt im Fokus.

Wird das neue Ladekonzept von GM Realität?

Das Patent von General Motors konzentriert sich hingegen auf das Schnellladen mit deutlich höheren Leistungen. Laut der Patentschrift setzt das System dort an, wo heute die meisten Engpässe entstehen: an Schnellladeparks entlang der Autobahnen.

Hier ist eine hohe Energieabgabe in kurzer Zeit entscheidend, um den Verkehrsfluss stabil zu halten. Eine Verteilung der DC-Leistung stellt somit eine konsequente Weiterentwicklung für den Fernverkehr dar. Bisher liegt diese Entwicklung ausschließlich als theoretische Darstellung in einer Patentschrift vor. Ob und wann ein solches System die Marktreife für eine Serienproduktion erreicht, bleibt derzeit völlig offen.

Die tatsächlichen Vorteile für die künftige Mobilität hängen zwingend davon ab, ob General Motors das System jemals in die Realität umsetzt. Der Trend entwickelt sich jedoch weg von der Suche nach der stärksten Einzelsäule hin zur intelligenten Verteilung der vorhandenen Leistung.

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Der Beitrag Kupfer statt Stahl: Freiburger Forscher machen E-Bike-Akkus leichter erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Kupfer könnte die Batteriemodule von E-Bikes und E-Scootern deutlich leichter und effizienter machen. Doch bislang kam das Metall trotz seiner starken Leitfähigkeit kaum zum Einsatz. Nun zeigt ein neues Verfahren, wie sich Kupfer ohne teure Anlagen verarbeiten lässt.

Akkus für E-Bikes oder E-Scooter stehen vor einer technischen Hürde. Bisher verschalten Hersteller die einzelnen Zellen meist mit Verbindern aus Stahl. Da Stahl Strom jedoch vergleichsweise schlecht leitet, müssen die Bauteile bei leistungsstarken Batterien immer dicker und schwerer werden.

Das schränkt die Effizienz der mobilen Energiespeicher zunehmend ein. Kupfer bietet in der Batteriebranche schon lange eine bessere Performance für die Verschaltung einzelner Module. Denn das Metall leitet elektrischen Strom rund sechsmal besser als Stahl.

Durch diese physikalische Eigenschaft ermöglichen deutlich dünnere Verbinder eine Gewichtseinsparung, was das gesamte Batteriemodul am Ende leichter macht. Trotz des höheren Eigengewichts von Kupfer führt die Materialersparnis zu einer Gewichtsreduktion des Gesamtsystems.

Akkus für E-Bikes: Technische Hürden bei der Kupferverarbeitung

Bisher bremsten die hohen Anforderungen der Fertigungstechnik den flächendeckenden Einsatz von Kupfer aus. Denn das herkömmliche Buckelschweißen, das in der Industrie für Stahlverbinder weitverbreitet ist, funktioniert bei Kupfer nicht zuverlässig genug.

Da das Metall Wärme optimal leitet, transportiert es die beim Schweißen erzeugte Hitze sofort in alle Richtungen ab. Das verhindert die notwendige lokale Energiekonzentration, sodass keine stabile Schweißverbindung entstehen kann. Als Alternative zum klassischen Verfahren bietet sich zwar das Laserschweißen an, doch die Kosten für solche Anlagen sind sehr hoch.

Für mittelständische Batteriehersteller in Deutschland bedeutet das oft eine zu hohe Investitionshürde. Viele Unternehmen müssten ihre gesamte Fertigungslinie für dieses Verfahren komplett umbauen. Ein Forscherteam am Fraunhofer ISE hat nun jedoch eine Lösung präsentiert, die ohne teure neue Maschinen auskommt.

Kupfer-Zellverbinder: Ein neues Verfahren durch Sublimation

Projektleiter Christian Schiller vom Fraunhofer ISE setzt auf ein Kurzzeitschweißen mit einer besonders hohen Wärmestromdichte. Bei diesem ultraschnellen Prozess schmilzt das Metall nicht wie üblich auf, sondern es sublimiert direkt.

Sublimation bedeutet, dass der Feststoff unmittelbar in einen gasförmigen Zustand übergeht. Die Anlage stellt den Schweißpunkt dabei in weniger als 0,6 Sekunden fertig, noch bevor die erzeugte Wärme überhaupt in das umliegende Material abfließen kann.

Besonders erfolgreich testete das Team das Verfahren bereits im industriellen Zellenformat 21700. Nano-Computertomografie-Aufnahmen belegen, dass die unbeschichteten Kupferverbinder sauber auf dem Gehäuseboden sitzen.

Das Verfahren schont dabei die darunterliegende Struktur der Zelle und verhindert gefährliche Beschädigungen während der Produktion. In der automatisierten Schweißzelle übernimmt ein kollaborativer Roboter die präzise Positionierung der Bauteile.

Inline-Messmethoden für die Massenproduktion

Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal des Forschungsprojekts sind die neu entwickelten, nicht invasiven Inline-Messmethoden zur Qualitätskontrolle. Diese Systeme bewerten jeden einzelnen Schweißpunkt automatisch und ohne Zeitverlust direkt in der laufenden Fertigungslinie.

Beim Sublimationsmechanismus gelten andere physikalische Kriterien als beim herkömmlichen Schmelzschweißen. Daher war diese Neuentwicklung für die industrielle Anwendung unverzichtbar. So sichern Hersteller die Zuverlässigkeit der Verbindung, ohne das Bauteil zu zerstören.

Die Forschungsarbeiten finden seit Juni 2023 im Rahmen des Projekts „BatCO₂tiv“ statt und erhalten Fördergelder vom Bundeswirtschaftsministerium. Bis zum geplanten Projektende im Mai 2027 entstehen zudem umfassende Designregeln für Zellverbinder und Zellhalter. Diese Regeln sollen sicherstellen, dass die parallel verschalteten Zellen in einem Modul eine gleichmäßige Bestromung erfahren.

Wirtschaftliche Vorteile für deutsche Hersteller

Das Projekt verfolgt das Ziel, die Effizienz und Lebensdauer der Batteriemodule durch die optimierte Kupferverschaltung weiter zu steigern. Der geringere elektrische Widerstand sorgt dafür, dass weniger Energie als Wärme verloren geht. Davon profitieren vor allem Anwendungen mit hohen Strömen, in denen das Modul effizienter arbeiten muss.

Ein entscheidender Vorteil dieser Innovation liegt in der Weiternutzung bestehender Infrastrukturen. Batteriehersteller müssen ihre vorhandenen Buckelschweißanlagen nicht ersetzen, sondern arbeiten mit angepassten Prozessparametern einfach weiter. Dies senkt die Einstiegshürden erheblich und hilft deutschen Unternehmen dabei, gegenüber dem asiatischen Wettbewerb konkurrenzfähig zu bleiben.

Hersteller nutzen Kupfer so ohne das Risiko teurer Neuinvestitionen in Laserschweißanlagen. Das bayerische Unternehmen Smart Battery Solutions integriert den neuen Prozess als erster Hersteller in seine Fertigungslinie. Die kupferverschalteten Batterien erweitern zukünftig die hauseigene UniPower-Produktfamilie. Diese Module treiben unter anderem E-Bikes und Sharing-Systeme für die städtische Paketzustellung auf der letzten Meile an.

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Die neue VDE-Richtlinie für Steckersolargeräte schafft erstmals klare Rahmenbedingungen für den regelkonformen Betrieb sehr starker Balkonkraftwerke. Sie erweitert den Anwendungsbereich und ermöglicht Haushalten eine rechtssichere Nutzung größerer Anlagen. Damit erleichtert die Norm die private Energiewende und senkt langfristig die Stromkosten.

Die neuen Regeln erlauben theoretisch eine Modulleistung von bis zu 7.000 Watt. Trotzdem bleibt die tatsächliche Einspeiseleistung für den Wechselrichter oder Speicher auf 800 Watt begrenzt. Ab einer installierten Modulleistung von 2.000 Watt müssen Nutzer die Anlage zudem beim jeweiligen Netzbetreiber anmelden.

Ab wann darf der Netzbetreiber ein Balkonkraftwerk abregeln?

Ab einer Leistung von 7.000 Watt wird die Installation eines Smart-Meter-Gateways zur Pflicht. Dieses Gerät gibt dem Netzbetreiber die technische Möglichkeit, die Anlage bei Bedarf aus der Ferne zu steuern oder abzuregeln. Damit kann der Betreiber bei Netzproblemen die Einspeisung unmittelbar unterbrechen beziehungsweise den Stecker ziehen.

Die überarbeitete Norm lässt nun auch eigenständige Wechselstrom-Batteriespeicher als zulässige Komponente zu. Nutzer können damit gezielt günstigen Netzstrom aus variablen Tarifen zwischenspeichern beziehungsweise „tanken“. Für diese Speicher gilt ein striktes Verbot, die Einspeiseleistung lediglich per Software zu drosseln.

7.000 Watt klingen gut – doch daran scheitert es noch

In der Praxis scheitert die Umsetzung von 7.000-Watt-Systemen derzeit noch an fehlenden Speicherlösungen für diese hohe Leistungsklasse. Viele Speichereinheiten besitzen nur an der Haupteinheit Anschlüsse für die Solarmodule, was die Kapazität stark einschränkt. Da pro Gerät oft nur maximal 2.000 Watt PV-Eingangsleistung möglich sind, hakt es bei der Einbindung großer Modulfelder.

Die Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen hängt massiv vom Nutzungsverhalten ab, da der Eigenverbrauch deutlich lukrativer als die Einspeisung ist. Der Netzbetreiber vergütet überschüssigen Strom derzeit lediglich mit rund 7 Cent pro Kilowattstunde. Wer die hohe Leistung nicht unmittelbar selbst verbraucht, verschenkt somit bares Geld an den Energieversorger.

Windrad und Brennstoffzelle: Was die neue Norm sonst noch erlaubt

Zusätzlich zum Solarstrom erlaubt die Norm nun auch die Integration anderer Quellen wie kleiner Windkraftanlagen oder Wasserstoff-Brennstoffzellen. Auch Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen können künftig als Teil eines kombinierten Energiesystems betrieben werden. Solche Systeme müssen ebenfalls die Grenze von 800 VA bei der Einspeisung einhalten.

Besonders sinnvoll bleibt der erzeugte Strom vor allem für dauerhaft laufende Verbraucher im Haushalt. Dazu zählen etwa Kühlgeräte, Heizungssysteme oder Computer, die eine konstante Grundlast benötigen. Leistungsintensive Anwendungen wie das Laden von Elektroautos lassen sich mit der begrenzten Einspeiseleistung hingegen nur eingeschränkt betreiben.

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