Forscher aus Schweden haben ein Verfahren entwickelt, um Elektroden in Form von leitfähigen Polymeren direkt auf biologischem Gewebe herzustellen. Statt gefährlicher Lösungsmittel oder hochenergetischer Laser kommt dabei lediglich sichtbares Licht zum Einsatz.
Neue Forschungsergebnisse aus Schweden legen nahe, dass sich Licht verwenden lässt, um Elektroden aus leitendem Plastik zu formen. Durch die Verwendung von ungiftigen Stoffen sei ein Einsatz auf nahezu allen Oberflächen möglich. Es soll sogar möglich sein, Elektroden in Form von leitfähigen Polymeren direkt auf der menschlichen Haut herzustellen.
Studienautor Professor Xenofon Strakosas betont, dass durch den Ansatz die Herstellung von elektronischen Komponenten ohne komplizierte Geräte möglich ist. Die Forscher arbeiten bereits seit einiger Zeit an Lösungen aus leitendem Plastik – sogenannten konjugierten Polymeren –, die die gleiche Leitfähigkeit wie Metall aufweisen.
Elektroden auf der Haut: Ungiftige Polymere als Basis
Üblicherweise bestehen Polymere aus langen Kohlenwasserstoff-Ketten, wobei jede sich wiederholende Einheit als Monomer bezeichnet wird. In einem Prozess namens Polymerisation verbinden sich mehrere Monomere zu einem Polymer.
Bisher ist dieser Prozess auf giftige Stoffe angewiesen. Das schränkte den Einsatz in sensiblen Bereichen wie der Medizin massiv ein. Die Forscher entwickelten deshalb einen Ansatz, der diesen Prozess lediglich unter sichtbarem Licht möglich macht.
Die Grundlage bilden spezielle wasserlösliche Monomere, die im Labor geschaffen wurden. In der Praxis wird die Flüssigkeit mit den Monomeren auf einer beliebigen Oberfläche aufgetragen – etwa Glas oder eben der menschlichen Haut. Ein Laser oder eine haushaltsübliche LED-Lampe malen dann die klassischen Leiterbahnen auf den Stoff.
Intelligente Textilien und Datenautobahnen auf der Haut
Überreste können anschließend einfach weggewischt werden. Zurück bleiben lediglich die frisch aufgedruckten Leiterbahnen. In einem Experiment druckten die Forscher solche Elektroden auf Mäuse. Im Vergleich zu klassischen EEG-Elektroden zeigten die aufgedruckten Bahnen ein deutliches Bild der Gehirnaktivität.
In Zukunft könnte der Ansatz Datenautobahnen auf der Haut oder sogar Klamotten ermöglichen, um flexibel Informationen austauschen zu können. Die Forscher hoffen, langfristig die Sicherheit von Geräten und Systemen nachhaltig zu verbessern.
TenneT und Siemens Energy haben den weltweit ersten E-STATCOM mit Superkondensatoren vorgestellt. Das Kompensator-System soll künstliche Trägheit in das deutsche Stromnetz bringen, um es zu stabilisieren und Blackouts zu vermeiden.
Die Energiewende stellt die Stromnetze vor große Herausforderungen, da herkömmliche Kraftwerke wie Kohle- und Kernkraftwerke schrittweise abgeschaltet werden. Denn diese konventionellen Anlagen lieferten jahrzehntelang nicht nur Strom, sondern auch Stabilität, indem ihre massiven, rotierenden Generatoren die Netzfrequenz konstant bei 50 Hertz hielten.
Bei einem Anstieg der Nachfrage oder dem Ausfall eines Generators diente die kinetische Energie dieser rotierenden Massen als Puffer, der Netzbetreibern Zeit zum Reagieren verschaffte. Ohne diesen Puffer kann das Fehlen der Netzstabilität zu Geräteschäden, Kaskadenausfällen oder sogar landesweiten Stromausfällen führen.
E-STATCOM mit Superkondensatoren: Künstliche Trägheit als Stabilisator für das Stromnetz
Die Umstellung auf erneuerbare Energiequellen wie Wind- und Solaranlagen, die durch Wechselrichter angebunden sind, verschärft das Problem, da diese keine Trägheit in das Netz einspeisen. An dieser Stelle kommt der weltweit erste E-STATCOM ins Spiel.
Dabei handelt es sich um eine Technologie, die von TenneT Germany und Siemens Energy in Deutschland entwickelt wurde. Das System stabilisiert das Netz durch den Einsatz von Superkondensatoren, die in Millisekunden kurze Energiestöße liefern und so eine Art „künstliche Trägheit“ erzeugen.
Der E-STATCOM stabilisiert gleichzeitig sowohl die Spannung als auch die Frequenz im Stromnetz. Er fungiert als Reservoir für sofortige elektrische Energie. Diese Stabilität wird konstant rund um die Uhr gewährleistet, wodurch wichtige Herausforderungen im Netz gemildert und Blackouts verhindert werden können.
Ein Modell für zukünftige Netze
Der Standort Mehrum wurde bewusst gewählt, da er genau zwischen zwei Nord-Süd-Korridoren liegt und von dort aus die Netzstabilität auf beiden Korridoren beeinflussen kann.
Die Technologie ist ein wichtiger Schritt für die Integration erneuerbarer Energien. Ohne ein modernisiertes Netz, das eine stabile Übertragung der erneuerbaren Energie gewährleistet, kann die Energiewende nicht erfolgreich verlaufen. Der E-STATCOM in Mehrum gilt als wichtiges Projekt, das beweist, dass die globale Energiewende machbar ist.
Gleichzeitig dient es als Blaupause für erneuerbare-fähige Netze weltweit. Das System wird nach der Bauphase noch monatelang getestet, bevor es in den kommerziellen Betrieb geht.
Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben einen neuartigen Beton entwickelt, der als Stromspeicher fungieren kann. Er könnte Gebäude, Gehwege und Brücken zu Batterien machen.
Wissenschaftler des MIT haben eine Beton-Variante entwickelt, die Gebäude in Superkondensatoren verwandeln könnte. Die Forscher nutzen für das Material mit dem Namen ec3 eine Mischung aus Zement, Wasser, ultrafeinem Ruß und Elektrolyten.
Diese Kombination erzeugt ein leitfähiges Nanowerknetzwerk innerhalb der Struktur, wodurch architektonische Elemente wie Wände, Gehwege oder Brücken elektrische Energie aufnehmen und wieder abgeben könnten. Bisher stand die Technologie vor Herausforderungen wie einer zu geringen Spannungen und Problemen bei der Skalierbarkeit.
Beton als Batterie
Mit hochauflösenden 3D-Bildern gelangen es den Forschern zu sehen, wie das Kohlenstoffnetzwerk und die Elektrolyte miteinander interagieren. Diese Erkenntnisse ermöglichten es, die Speicherkapazität zu steigern, damit sich herkömmliche Baumaterialien als aktive Stromspeicher nutzen lassen.
Ein Volumen von etwa fünf Kubikmetern des Spezialbetons würde bereits ausreichen, um den täglichen Energiebedarf eines Haushalts zu decken. Das ist etwa so viel Beton wie für eine typische Kellerwand.
Obwohl die Energiedichte nicht an die von herkömmlichen Batterien heranreicht, bietet das System den Vorteil einer direkten Integration in Wohnstrukturen, was keinen zusätzlichen Platz erfordert.
Einsatzmöglichkeiten und Langlebigkeit
Ein Vorteil von ec3 ist die theoretische Lebensdauer, da das Speichersystem so lange halten kann wie das Bauwerk selbst. Die Forscher entdeckten zudem, dass eine breite Palette an Elektrolyten für das Material infrage kommt, darunter sogar Meerwasser.
Das eröffnet Chancen für küstennahe Gebiete oder für den Einsatz als Stützstrukturen für Offshore-Windparks. Zur Demonstration bauten die Wissenschaftler bereits einen kleinen Bogen aus dem leitfähigen Beton, der eine LED-Leuchte mit Strom versorgte.
Natrium-Ionen-Batterien dienen nicht nur als Energiespeicher, sondern verwandeln Meerwasser ganz nebenbei in Trinkwasser. Forscher haben nun herausgefunden, dass ein bekannter Batteriewerkstoff deutlich besser funktioniert, wenn sein Wassergehalt erhalten bleibt.
Forscher der University of Surrey machten kürzlich eine überraschende Entdeckung, die Natrium-Ionen-Batterien erheblich verbessern könnte. Bisher haben Wissenschaftler das in den Batterien enthaltene Wasser durch Erhitzen mühsam entfernt, da sie eine Beeinträchtigung der Leistung vermuteten. Eine neue Studie belegt jedoch, dass der Verbleib des Wassers im Material die Energiespeicherung nahezu verdoppeln kann.
Das Team nutzt ein spezielles Material namens Nanostructured Sodium Vanadate Hydrate (NVOH). Durch den Verbleib des Wassers im NVOH erreichte das System eine deutlich höhere Ladegeschwindigkeit und eine stabilere Nutzung im Alltag. In Testreihen überstand die Batterie mehr als 400 Ladezyklen ohne nennenswerte Verluste.
Sauberes Wasser durch Energiespeicherung
Das Material zählt damit zu den bisher leistungsstärksten Kathoden für Natrium-Systeme. Natrium bietet der Industrie gegenüber Lithium entscheidende Vorteile, da es überall auf der Welt im Überfluss vorkommt. Das senkt die Anschaffungskosten für Speichertechnologien und schont gleichzeitig die Umwelt.
Ein besonderer Durchbruch gelang den Forschern durch die Vielseitigkeit des Systems, das sogar in gewöhnlichem Salzwasser funktioniert. Während die Batterie Energie speichert, zieht sie aktiv das Natrium aus der Umgebungslösung. Wissenschaftler nennen diesen doppelten Nutzen eine elektrochemische Entsalzung.
Eine Elektrode aus Graphit extrahiert dabei das Chlorid aus dem Wasser. Dadurch gewann das Team frisches Trinkwasser aus ungenießbarem Meerwasser. Dieser Prozess läuft parallel zur Speicherung ab und macht die Anlage zu einem multifunktionalen Werkzeug für Küstenregionen.
Sichere Natrium-Ionen-Batterien im Alltag
In Sachen Sicherheit überzeugt die neue Technologie durch eine stabile chemische Reaktion. Bei Tests mit einem Universalindikator färbte sich das Salzwasser an der Gegenelektrode rot. Das beweist, dass das System kein Gas entwickelt, was ein wichtiges Argument für die sichere Anwendung im Alltag ist.
Die Abwesenheit von gefährlicher Gasbildung erhöht die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Batterie. So entsteht ein System, das für den Einsatz in sensiblen Umgebungen einsatzbereit ist. Langfristig entwerfen die Ingenieure Systeme, die Meerwasser als sicheren und unerschöpflichen Elektrolyten verwenden.
Das reduziert für die Industrie die Abhängigkeit von teuren chemischen Zusätzen. Die vereinfachte Herstellung dieser Batterien bringt die kommerzielle Nutzung in greifbare Nähe.
Eine neuartige Batterie nutzt die komplexe Chemie von Schwefel, um eine besonders hohe Energiedichte zu erreichen. Statt als Speichermaterial dient Schwefel dabei als aktiver Elektronenspender in einer Kombination mit Natrium und Chlor.
Schwefel kommt in der Natur in großen Mengen vor und ist in der Beschaffung sehr kostengünstig. Ein neuer wissenschaftlicher Ansatz nutzt eine ungewöhnliche Schwefel-Chemie, um eine hohe Leistungsdichte in Batterien zu erzielen. Laut einem Bericht des Magazins Nature unterscheidet sich dieser von herkömmlichen Speichersystemen.
Das Konzept sieht vor, dass Schwefel nicht nur als Speicher für Energie dient. Das Material gibt während der chemischen Reaktion aktive Elektronen ab. Dies ist ungewöhnlich, da die Schwefel-Ketten in der Batterie direkt reagieren und so mehr Ladungsträger freisetzen als bei herkömmlichen Schwefel-Verbindungen.
Schwefel-Batterie: Wirtschaftlichkeit und Rohstoffvorteile
Die Forschung zeigt, dass durch diesen Prozess eine höhere spezifische Kapazität möglich ist. Anstatt die Elektronen nur zwischen den Polen hin und her zu schieben, liefert der Schwefel durch seine chemische Umwandlung zusätzliche Teilchen für den Stromfluss.
Das führt dazu, dass die Batterie bei gleicher Größe eine höhere Energiedichte aufweist. Heißt konkret: Geräte könnten länger mit Strom versorgt werden. Die Nutzung von Schwefel bietet Vorteile für die Produktion zukünftiger Batterien. Da der Rohstoff auf der Erde reichlich vorhanden ist, entfallen teure Lieferketten für seltene Materialien.
Das führt dazu, dass Batterien auf dieser Basis preiswerter hergestellt werden können. Die Teilchen liefern die Kraft für die Batterie direkt aus der chemischen Reaktion. Daten von Experten wie John Timmer belegen die Leistungsfähigkeit dieses speziellen Ansatzes.
Nachhaltigkeit und chemische Prozesse
Forscher entwickeln die Technologie aktuell noch weiter, um die Stabilität der Reaktionen zu garantieren. Ein Aspekt der neuartigen Schwefel-Batterie ist die Nachhaltigkeit durch die Verwendung eines häufigen Elements. Denn Schwefel fällt oft als Nebenprodukt in der Industrie an, weshalb die Beschaffung die Umwelt weniger belastet als der Abbau seltener Erden. Die Hardware für saubere Energie steht so auf einer umweltfreundlichen Basis.
Im Kern der Technologie steht die Erkenntnis, dass Schwefel nicht nur die Ladung hält, sondern selbst oxidiert oder reduziert wird, um Elektronen zu liefern. Durch diese aktive Beteiligung an der Stromerzeugung wird das Material optimal ausgenutzt. Aktuell konzentriert sich die Forschung darauf, diese Schwefel-Reaktionen über viele Ladezyklen hinweg stabil zu halten.
Forscher haben ein neues System entwickelt, mit dem KI-Modelle eigenständig trainieren können, indem sie sich selbst Fragen stellen. Der Ansatz könnte den Weg zu einer künstlichen Superintelligenz ebnen.
Aktuelle KI-Modelle lernen meist, indem sie mit Daten gefüttert werden und menschliche Intelligenz durch das Erkennen von Mustern und Wahrscheinlichkeiten nachahmen. Ein neues Forschungsprojekt der Tsinghua University könnte diesen Ansatz grundlegend verändern, indem KI lernt, sich selbst Fragen zu stellen, um zu lernen.
Das System namens Absolute Zero Reasoner (AZR) nutzt ein Sprachmodell, um eigenständig herausfordernde Programmierprobleme in Python zu generieren und diese anschließend selbst zu lösen. Dabei führt AZR den Code eigenständig aus, um unmittelbar aus Erfolgen oder dem eigenen Scheitern zu lernen.
Durch diesen technischen Kreislauf soll das Modell seine Fähigkeiten sowohl beim Stellen der Aufgaben als auch bei deren Lösung verfeinern können. Die Forscher stellten fest, dass Modelle mit sieben Milliarden und 14 Milliarden Parametern durch diese Methode ihre Leistungen massiv verbesserten.
Künstliche Neugier: KI trainiert sich selbst
Die Idee der künstlichen Neugier ist nicht neu, sondern greift Konzepte von Pionieren wie Jürgen Schmidhuber und Pierre-Yves Oudeyer auf, die schon früh das Potenzial von „Self-Play“ erforschten. Der Absolute Zero Reasoner übertrifft mit seinem Ansatz aber sogar Systeme, die mit aufwendig von Menschen kuratierten Datensätzen trainiert wurden.
Dieser Fortschritt belegt die Effizienz autonomer Lernmethoden für die künftige Entwicklung intelligenter Systeme. Die Schwierigkeit der Aufgaben steigt dabei parallel zur Leistungsfähigkeit des Modells.
Dieser Skalierungseffekt könnte laut den beteiligten Forschern den Weg zu einer künftigen Superintelligenz ebnen, die über das Wissen menschlicher Lehrer hinauswächst. In der täglichen Praxis könnte KI dann beispielsweise komplexe Büroarbeiten übernehmen oder eigenständig tiefergehende Recherchen im Internet durchführen.
Digitale Agenten der Zukunft
In der Tech-Branche gewinnt das neue Verfahren an Bedeutung, da herkömmliche Datenquellen für das Training neuer Modelle zunehmend knapper und teurer werden. Ein Projekt namens Agento von Salesforce nutzt bereits ähnliche Prinzipien, um die allgemeine Argumentationsfähigkeit seiner digitalen Agenten durch experimentelles Problemlösen zu stärken.
Auch Forscher von Meta entwickeln Systeme, die Self-Play für das Software-Engineering einsetzen und damit die Grundlage für hochbegabte Software-Agenten schaffen. Die Abkehr vom reinen Kopieren menschlicher Vorlagen stellt einen Wendepunkt in der KI-Entwicklung dar.
Anstatt lediglich vorhandenes Wissen zu reproduzieren, erschließt sich das System durch das Experimentieren mit Code neue Lösungswege.
Mit deutlich reduzierter Füllmenge des natürlichen Kältemittels Propan will ein deutscher Hersteller ein zentrales Sicherheitsproblem moderner Wärmepumpen entschärfen. Möglich macht das eine neue Bauweise, die hohe Effizienz und Sicherheitsanforderungen verbindet.
Die Bundesregierung setzt in ihren Klimazielen stark auf Wärmepumpen als Schlüsseltechnologie für die Wärmewende. Bis zum Jahr 2030 sollen rund sechs Millionen Wärmepumpen in Deutschland installiert sein.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist ab 2024 ein jährlicher Zubau von mindestens 500.000 Geräten vorgesehen. Damit sollen fossile Heizungen schrittweise ersetzt und die CO2-Emissionen im Gebäudesektor deutlich reduziert werden.
Trotz ihres Potenzials für die Energiewende können Wärmepumpen durch die eingesetzten Kältemittel auch klimaschädlich sein. Das natürliche Kältemittel Propan stellt hierzu eine Alternative dar. Allerdings erhöht seine Brennbarkeit die Sicherheitsanforderungen bei Entwicklung, Installation und Betrieb der Wärmepumpen.
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat deshalb zusammen mit dem deutschen Unternehmen Ait-Group an einer Lösung für dieses Problem gearbeitet. Dabei konnte die Menge des Kältemittels Propan auf unter 150 Gramm reduziert werden, was die Brandgefahr deutlich minimiert.
Propan: So werden Wärmepumpen weniger gefährlich
Bereits im Jahr 2020 haben das Fraunhofer ISE und die bayerische Ait-Group das Projekt „Low Charge 150“ (LC150) ins Leben gerufen. Zusammen sollte ein Wärmepumpenkonzept entwickelt werden, das die Verwendung des natürlichen Kältemittels Propan in deutlich reduzierter Menge ermöglicht.
Das Forschungsteam konnte dabei mit einer Füllmenge von nur 124 Gramm Propan nach eigenen Angaben einen Effizienzrekord erreichen. Die Heizleistung konnte mit dieser Kältemittelmenge auf 12,8 Kilowatt gesteigert werden.
Pro Kilowatt ergab sich daraus eine spezifische Kältemittelfüllmenge von rund zehn Gramm. Das Ziel des Projekts waren 15 bis 30 Gramm pro Kilowatt – das Team habe die Projektziele damit deutlich übertroffen.
Mit Hilfe der Projektergebnisse konnte die Ait-Group nun eine serienreife Wärmepumpe entwickeln, die auf eine sehr geringe Kältemittel-Füllmenge angewiesen ist. „Unser Ziel war es, die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse gezielt in die Entwicklung der nächsten Generation hocheffizienter und umweltfreundlicher Wärmepumpen einfließen zu lassen“, erklärt Edgar Timm, Director R+D der Ait-Group.
Sole-Wärmepumpe soll in Ein- und Mehrfamilienhäusern zum Einsatz kommen
Trotz des brennbaren Materials sind Wärmepumpen mit dem Kältemittel Propan grundsätzlich auch für den Einsatz in Gebäuden geeignet. Bislang erforderte der Einsatz jedoch zusätzliche technische Vorkehrungen in Form eines aktiven Lüftungskonzepts.
Bei den Modellen alpha innotec WZSV 63 und NOVELAN WSV 6.3 der Ait-Group, die auf den Forschungsergebnissen des Projekts LC150 basieren, kann auf ein solches Lüftungskonzept jedoch verzichtet werden. Denn obwohl die Sole-Wärmepumpen Propan als Kältemittel nutzen, ist ein solches Konzept laut dem Hersteller nicht nötig.
Denn für den Fall des Austritts von Kältemittel seien die Geräte so konzipiert, dass maximal nur 150 Gramm des natürlichen Kältemittels freigesetzt werden. Dadurch sei ein sicherer Betrieb in Innenräumen gewährleistet und ein zusätzliches Lüftungskonzept nicht erforderlich.
Die Wärmepumpen wurden für den platzsparenden Einsatz in Ein- und Mehrfamilienhäusern entwickelt. Durch ein herausnehmbares Kältekreis-Modul sollen auch Transport und Installation vereinfacht werden.
Weltweit suchen Forscher nach langlebigen, sicheren und günstigen Batterien. Wissenschaftler aus Südkorea haben nun gezeigt, dass eine clevere Materialgestaltung Festkörperbatterien deutlich verbessern kann – ganz ohne teure Metalle.
Eine Entdeckung südkoreanischer Forscher könnte Festkörperbatterien grundlegend verändern und auf ein neues Leistungsniveau heben. Denn den Forschern gelang es, die Leistungsfähigkeit der Batterien durch eine clevere Materialgestaltung deutlich zu verbessern – und zwar ohne teure Metalle.
Der neue Ansatz soll die Herstellung zudem effizienter machen und dadurch Kosten reduzieren. Eine Massenproduktion leistungsstarker Festkörperbatterien könnte damit in greifbare Nähe rücken.
Festkörperbatterie: Bessere Batterielaufzeit durch Framework-Mechanismus
Im Zentrum der Entwicklung steht der sogenannte „Framework-Regulation-Mechanismus“. Die Forscher nutzen ein spezielles Zusammenspiel von Sauerstoff- und Schwefel-Anionen, um die atomaren Wege innerhalb der Batterie zu regulieren.
Diese Atome weiten die Gitterstrukturen auf und machen die Straßen für die Ionen sprichwörtlich deutlich breiter. Dadurch können die Ladungsträger viel schneller und ungehinderter durch das Material fließen. Durch die strukturelle Anpassung konnten die Experten die Beweglichkeit der Lithium-Ionen um das Zwei- bis Vierfache steigern.
Ihre Messwerte zeigen eine Ionenleitfähigkeit von 1,78 Millisiemens pro Zentimeter (mS/cm) beziehungsweise 1,01 Millisiemens pro Zentimeter bei Raumtemperatur. Diese Ergebnisse belegen die Marktreife der Technologie, da sie eine zuverlässige Leistungsabgabe unter realen Alltagsbedingungen garantieren.
Maximale Sicherheit für dein nächstes Smartphone
Ein wesentlicher Vorteil der Technologie ist die erhöhte Sicherheit im Vergleich zu herkömmlichen Akkus. Da keine brennbaren flüssigen Elektrolyte verwendet werden, sinkt das Risiko für Brände oder Explosionen auf ein Minimum. Das bedeutet nicht nur mehr Leistung, sondern verspricht auch mehr Sicherheit für Elektroautos.
Professor Dong-Hwa Seo betont, dass das Designprinzip die Kosten und Leistung von Batterien durch den Einsatz günstiger Rohstoffe wie Zirkonium optimiert. Laut den Forschern ist das Potenzial für eine industrielle Anwendung sehr hoch, da der Fokus nun auf dem klugen Design statt nur auf der Materialwahl liegt.
In Brandenburg wird an einer neuartigen Tiefengeothermie-Technologie gearbeitet, die Wärme aus mehreren Kilometern Tiefe nahezu verlustfrei an die Oberfläche bringen soll. Kern des Konzepts ist ein vakuumisoliertes Rohrsystem, das wie eine überdimensionierte Thermoskanne funktioniert.
Geothermie kann ganzjährig verfügbare, klimaneutrale Wärme liefern und ist unabhängig von Wetter, Tages- oder Jahreszeit. Vor allem im Vergleich zur Sonnen- oder Windenergie bringt sie damit entscheidende Vorteile für die Klimawende, da weder Wind- noch Dunkelflauten sie beeinträchtigen.
Gerade im Wärmesektor, der in Deutschland für einen großen Teil der CO2-Emissionen verantwortlich ist, bietet die Geothermie das Potenzial, fossile Energieträger wie Gas oder Öl dauerhaft zu ersetzen. Bislang wurde ihr Ausbau jedoch unter anderem durch hohe Investitionskosten, technische Risiken bei Tiefbohrungen oder Wärmeverluste auf dem Weg zur Oberfläche gebremst
Ein Projekt in der Brandenburger Schorfheide könnte zumindest das letzte Problem lösen. Denn hier erprobt das dänische Startup Green Therma zusammen mit dem Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (GFZ Potsdam) einen neuen Ansatz. Dieser funktioniert ähnlich wie eine überdimensionierte Thermoskanne und kann Wärme aus Kilometern Tiefe nahezu verlustfrei an die Oberfläche bringen.
Diese Geothermie-Technik funktioniert wie eine „Super-Thermoskanne“
Das dänische Geothermie-Startup Green Therma will mit seinem neuartigen, vakuumisolierten Bohrlochsystem die Nutzung tiefer Erdwärme wirtschaftlicher und breiter einsetzbar machen. Herzstück der Technologie ist ein geschlossener Kreislauf, der die aus mehreren Kilometern Tiefe gewonnene Wärme nahezu verlustfrei an die Oberfläche transportieren soll.
Im Vergleich zur bisher herkömmlichen Tiefengeothermie benötigt das DualVac-System nur ein Bohrloch, nicht mehr zwei. In diesem Bohrloch arbeitet ein vakuumisoliertes Rohr. Durch dieses Rohr kann die Wärme, die in drei Kilometern Tiefe mehr als 100 Grad Celsius beträgt, nach oben befördert werden.
Zusätzlich müssen für dieses System nicht zwingend neue Bohrungen stattfinden. Denn das dänische Startup will auch alte, ungenutzte Bohrlöcher umfunktionieren und so Ressourcen schonen.
Test in Brandenburg soll Machbarkeit zeigen
Am Forschungsstandort Groß Schönebeck in Brandenburg wollen das Helmholtz-Zentrum für Geoforschung und Green Therma dieses System nun testen. In dem Projekt soll die direkte Nutzung von Erdwärme für Fernwärme untersucht werden.
Bereits im Jahr 2025 haben die Projektpartner das Brunnen-Bohrloch auf seine Eignung überprüft. Die vollständige Inbetriebnahme ist voraussichtlich für die erste Hälfte des Jahres 2026 geplant. Die Anlage wird dann nach Inbetriebnahme ein Jahr lang einem Stresstest unterzogen.
Geht dieser Test positiv zu Ende, könnte sich die Nutzung von Erdwärme deutlich ausweiten. Denn so könnte Geothermie auch in größeren Tiefen wirtschaftlich nutzbar gemacht werden. Damit hätte die Technologie das Potenzial, Erdwärme zu einer verlässlichen Säule der klimaneutralen Wärmeversorgung für Städte und Industrie werden zu lassen.
Forscher haben ein neues Leistungsmodul entwickelt, um die Effizienz von Rechenzentrum zu optimieren. Es verspricht eine bis zu fünfmal höhere Energiedichte bei geringem Widerstand.
Der globale Energiebedarf steigt kontinuierlich an. Ein Grund ist die zunehmende Verbreitung von KI-Systemen. Forscher des NREL stellten deshalb kürzlich einen Ansatz vor, um den Energiebedarf von Rechenzentren zu reduzieren: ein neues Leistungsmodul auf Siliziumcarbid-Basis.
Die Wissenschaftler erzielten Effizienz- und Speicherdichte-Werte, die es bisher in dieser Form bisher nicht gab. Das System hört auf den Namen Smart-Power-Modul mit extrem niedriger Induktivität (ULIS). Es soll eine bis zu fünfmal höhere Energiedichte als bisherige Ansätze auf Siliziumcarbid-Basis haben.
Im Ergebnis könnten Hersteller kompaktere, leichtere und energieeffizientere Systeme herstellen. Darunter fallen Datenzentren, Stromnetze, Mikroreaktoren oder Flugzeuge.
Neues Leistungsmodul könnte die Energiekrise bewältigen
Insgesamt kann das ULIS bis zu 1.200 Volt und 400 Ampere bereitstellen. Ein weiterer Vorteil ist eine außergewöhnlich geringe parasitäre Induktivität. Dabei handelt es sich um den internen Widerstand, der die Geschwindigkeit begrenzt, mit der sich Strom verändern lässt.
Durch eine Reduktion um den Faktor sieben bis neun kann so mehr Energie aus der gleichen Stromquelle extrahiert werden. Zudem soll sich ULIS besonders für sich stark verändernde Umgebungen eignen. Das Leistungsmodul soll kontinuierlich seinen eigenen Zustand überprüfen, um Fehler vorzubeugen.
Forscher denken Design neu
Der Hauptfaktor des neuen Leistungsmoduls ist ein komplett neues Design. Bei bisher gängigen Modulen sind die Bauelemente in einem Ziegelstein-ähnlichen Gehäuse untergebracht. Im Gegensatz dazu sind die Schaltkreise von ULIS um ein flaches, achteckiges Design gewickelt. Dieses schirmt externe Störfaktoren ab und kann auf dem gleichen Raum zusätzliche Komponenten unterbringen.
Ein weiterer Vorteil liegt in dem Material des Gehäuses. Es basiert auf einem Kunststoff und hat dadurch ein geringeres Gewicht. Zudem kann das System komplett kabellos betrieben werden. Das macht es flexibler einsetzbar.
Der enorme Wasserverbrauch von KI-Rechenzentren ist vor allem bei Kritikern ein wiederkehrendes Argument gegen den ungezügelten Ausbau digitaler Infrastrukturen. Doch wie hoch der tatsächliche Bedarf ist, zeigt sich erst bei genauerem Blick: Klima, Kühltechnik und Strommix entscheiden maßgeblich über die ökologische Bilanz.
Wasser wird in Rechenzentren vor allem zur Kühlung der Server eingesetzt, die beim Rechnen große Mengen Abwärme erzeugen. Je nach Technik kommt es direkt in Verdunstungskühlsystemen zum Einsatz oder indirekt über den Wasserverbrauch der Kraftwerke, die den benötigten Strom liefern.
Rund um den Wasserverbrauch von KI-Rechenzentren kursieren jedoch aktuell zahlreiche Berechnungen, die sich teils deutlich widersprechen. Schätzungen reichen von vergleichsweise moderaten Mengen bis hin zu alarmierenden Szenarien.
Erst kürzlich musste die Journalistin Karen Hao bei einer Berechnung aus ihrem Bestseller „Empire of AI“ zurückrudern. Sie hatte in ihrem Buch veröffentlicht, dass ein geplantes Google-Rechenzentrum nahe Santiago de Chile „mehr als das Tausendfache des Wasserverbrauchs der gesamten Bevölkerung“ benötigen könnte. Allerdings habe es hierbei einen Rechenfehler gegeben – die Zahl war viel zu hoch angesetzt.
Auch aufgrund solcher Vorfälle warnen Fachleute deshalb davor, Einzelwerte zu verabsolutieren. Denn Standortfaktoren, technische Ausstattung der Rechenzentren sowie der verwendete Strommix können großen Einfluss darauf haben, wie wasserintensiv KI tatsächlich ist.
KI: Welche Faktoren beeinflussen den Wasserverbrauch?
Der Wasserverbrauch von KI-Rechenzentren ist stark abhängig von zahlreichen Faktoren. Beispielsweise kann der Einsatz von mehr Wasser dazu führen, dass gleichzeitig auf den Betrieb elektrischer Kühlsysteme verzichten werden kann.
Wird wiederum mehr Strom zur Kühlung der Rechenzentren verbraucht, sinkt der Wasserverbrauch. Jedoch können dann gleichzeitig – je nach Strommix – auch die Treibhausgasemissionen wieder ansteigen.
„Jeder Standort ist anders“, erklärt Fengqi You, Professor für Energiesystemtechnik an der Cornell University, gegenüber Wired. „Wie viel Wasser Sie für die gleiche Menge an KI benötigen, hängt vom Klima, von der verwendeten Technologie und vom [Energie-]Mix ab.“
Problematischer Wasserverbrauch hängt vom Standort ab
Gleichzeitig komme erschwerend hinzu, dass manche Berechnungen auch den indirekten Wasserverbrauch beinhalten. So werde der gesamte Wasser-Fußabdruck aber nur geschätzt, was jedoch auch Zahlen zur Stromerzeugung mit einbezieht. Dadurch könne es sein, dass die vermuteten Zahlen aus Schätzungen viel größer sind als der tatsächliche Wasserverbrauch vor Ort.
Dennoch dürfe der Wasserverbrauch von KI-Rechenzentren nicht unterschätzt werden. „Kurzfristig ist dies kein Problem und keine landesweite Krise“, erklärt Cornell-Professor You. „Aber es kommt auf den Standort an. An Orten, an denen bereits Wasserknappheit herrscht, wird der Bau dieser KI-Rechenzentren ein großes Problem darstellen.“
Berechnungen seien aufgrund der zahlreichen Faktoren allerdings sehr komplex. Schätzungen, dass beispielsweise das Schreiben einer E-Mail mit ChatGPT eine ganze Flasche Wasser verbraucht, seien daher für eine „durchschnittliche“ Abfrage kaum anwendbar.
China hat mit dem Chaotan One den weltweit ersten CO2-Stromgenerator in Betrieb genommen, um Strom aus Wärme zu erzeugen. Er nutzt Kohlendioxid anstelle von Dampf zur Wärmeübertragung.
Mit dem Projekt Chaotan One in der chinesischen Provinz Guizhou nutzt China Abwärme effizienter als bisher, um Strom zu erzeugen. Ein CO2-Generator nutzt dazu erstmals kommerziell superkritisches Kohlendioxid. Die Anlage schließt einen technischen Kreislauf mit Kohlendioxid als Arbeitsmedium, um Hitze in Energie zu transformieren.
Im Vergleich zu bisherigen Systemen soll die Methode die Effizienz der Stromgewinnung um rund 85 Prozent erhöhen. Mit einer Leistung von zweimal 15 Megawatt liefert das Projekt Energie aus Quellen, die bislang überwiegend ungenutzt blieben.
Chaotan One: Der erste CO2-Stromgenerator der Welt
Die Ingenieure haben das System so kompakt gebaut, dass es nur noch die Hälfte der üblichen Fläche beansprucht. Die Anlage soll für die gleiche Leistung nur noch halb so viel Platz benötigen. Dieser geringe Platzbedarf ermögliche es Unternehmen, die Technik auch in engen Industriegebieten nachzurüsten.
Da die Anlage mit weniger Bauteilen und Hilfssystemen auskommt, sinkt zudem der Aufwand für die Wartung. Bisher gab es technische Hürden, um Wärme im mittleren und hohen Temperaturbereich bei kleinen Leistungsstufen effizient zu nutzen.
Der Chaotan One soll dieses Problem lösen, indem er Energie für die Industrie nutzbar macht. Die Technologie könnte zudem durch Solaranlagen ergänzt werden.
In einem weiteren Testlauf kombinieren Fachleute das System bereits mit Flüssigsalz-Speichern, um das Stromnetz bei Bedarf zu stabilisieren. Diese Kombination aus Speicherung und hocheffizienter Stromerzeugung soll bis 2028 die volle Einsatzreife erreichen, um regenerative Energie noch flexibler in das bestehende Netz zu integrieren.
Frühe Anerkennung durch internationale Experten
Was in China nun im kommerziellen Betrieb läuft, stuften das US-Energieministerium im Jahr 2017 und das MIT im Jahr 2018 bereits als strategische Zukunftstechnologie ein. Das Projekt markiert einen weltweiten Übergang von der Laborforschung hin zur industriellen Anwendung.
Die Entwicklung fördert neue Kapazitäten in der Energiewirtschaft und stärkt die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Praxis. Für die weltweite Industrie bedeutet dieser Fortschritt, dass Milliarden Kilowattstunden Abwärme nicht mehr ungenutzt in die Atmosphäre geblasen werden müssen.
Forscher haben ein intelligentes Material entwickelt, das KI-Geräte auf ein neues menschenähnliches Level heben könnte. Es soll je nach Stimulation unterschiedlich arbeiten und sich wie eine Synapse anpassen können.
Seit Jahrzehnten versuchen Forscher weltweit, Alternativen zu Silizium für bestimmte Einsatzzwecke zu finden. Die Idee dahinter ist die Fertigung von elektronischen Bauteilen auf Basis von bestimmten Molekülen. Doch häufig scheiterten sie daran, dass sich diese Moleküle meist unberechenbar verhalten und sich nicht so einfach zusammenfügen lassen.
Das sogenannte neuromorphe Computing verfolgt ein ähnliches Ziel. Die Basis bildet Hardware, die vom Gehirn inspiriert ist. Ziel ist die Herstellung eines Materials, das sowohl Informationen speichern, Berechnungen durchführen kann und gleichzeitig anpassbar ist. Derzeit verwendete Ansätze basieren oft auf Oxidmaterialien und filamentären Schaltkreisen. Doch diese funktionieren nach wie vor nur wie sorgfältig konstruierte Systeme, die das Lernen nachahmen.
Neuromorphes Computing: Gerät passt sich auf Basis der Stimulation an
Neue Forschungsergebnisse aus Indien deuten darauf hin, dass beide Probleme mit dem gleichen Ansatz gelöst werden können. Ein Team des CeNSE stellte ein kleines molekulares Gerät her, das verschiedene Aufgaben übernehmen kann. Die Grundlage liegt darin, wie die Forscher das Gerät stimulieren.
Es kann Informationen abspeichern und kann wahlweise ein Logikgatter, ein Selektor, ein Analogprozessor oder eine elektronische Synapse sein. Chemisches Design und Computer sollen dabei Hand in Hand gehen. Die Wissenschaftler stellten dazu 17 speziell konzipierte Rutheniumkomplexe her.
Das sind chemische Verbindungen, bei denen ein zentrales Rutheniumatom von Liganden umgeben ist. Diese finden aufgrund ihrer Stabilität und Vielseitigkeit vor allem als Katalysatoren, in der Krebstherapie sowie in der Fotochemie einen Einsatz. Das Team untersuchte anschließend, wie kleine Veränderungen der Molekülform und der umgebenden Ionenumgebung das Verhalten der Elektronen beeinflussen.
Kommt bald noch effizientere und intelligentere KI-Hardware?
Durch die Anpassung der Liganden und Ionen zeigte das Gerät unterschiedliche Funktionsweisen. So beobachteten die Forscher, dass ein Wechsel von Analog zu Digital und umgekehrt problemlos möglich ist. Hinter der Forschung steckt eine Menge an theoretischem Wissen rund um Physik und Quantentheorie.
Der Ansatz soll den Weg für neuromorphe Hardware ebnen, bei der das Lernen direkt in das Material selbst kodiert werden kann. Das Team arbeitet bereits daran, die Materialien auf Siliziumchips zu platzieren. Ziel ist es, künftige KI-Hardware zu entwickeln, die sowohl energieeffizient als auch von Natur aus intelligent ist.
Forscher haben ein neues Baumaterial entwickelt, das im Gegensatz zu Beton bei der Herstellung CO2 bindet, anstatt es auszustoßen.
Forscher des Worcester Polytechnic Institute haben ein neuartiges Baumaterial entwickelt, das einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz leisten könnte. Das sogenannte Enzymatic Structural Material (ESM) zeichnet sich dadurch aus, dass es kein Kohlendioxid ausstößt, sondern das Treibhausgas dauerhaft bindet.
Es ist vergleichbar mit einem biologischen Schwamm, der CO2 direkt aus der Umgebung aufnimmt. Eine Umwandlung in feste Mineralpartikel sorgt dafür, dass das Gas sicher im Baustoff eingeschlossen bleibt.
Neues CO2-speicherndes Baumaterial als Beton-Alternative
Professor Nima Rahbar und sein Team nutzen für diesen Prozess die sogenannte Kapillarsuspensionstechnik. Ein spezielles Enzym steuert dabei die chemische Reaktion und sorgt für die nötige Stabilität. Die Fachzeitschrift „Matter“ veröffentlichte kürzlich Forschungsergebnisse, die neue Wege für ein nachhaltiges Bauen aufzeigen.
Zum Vergleich: Die Produktion von einem Kubikmeter herkömmlichem Beton setzt etwa 330 Kilogramm CO2 frei. Im Gegensatz dazu speichert die gleiche Menge ESM aktiv mehr als sechs Kilogramm des Treibhausgases.
Die Zementindustrie ist derzeit für fast acht Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Mit dem Einsatz von ESM ließe sich der Ausstoß von Kohlendioxid theoretisch deutlich reduzieren. Das Material benötigt bei der Herstellung zudem deutlich weniger Energie als klassischer Beton.
Entlastung für die Umwelt
Das neue Baumaterial soll innerhalb weniger Stunden aushärten. Die Forscher ließen sich bei der Entwicklung direkt von biologischen Systemen inspirieren. Das Ergebnis ist ein belastbares Material, das sich für verschiedene Bauteile einsetzen lässt.
Ein großer Vorteil ist die vollständige Recycelbarkeit des Materials am Ende seiner Nutzung. Sollten Risse entstehen, kannst soll sich ESM einfach reparieren lassen. Das könnte die Menge an Bauabfällen, die jährlich auf Deponien landen, reduzieren.
Professor Rahbar betont, dass bereits die Umstellung eines Teils der weltweiten Bauprojekte Auswirkungen hätte. Das Potenzial reicht dabei von Wohnhäusern bis hin zu Lösungen für den Katastrophenschutz.
Ein Forscherteam hat ein nahezu transparentes Isolationsmaterial entwickelt, das Wärmeverluste von Fenstern reduzieren soll. Es funktioniert ähnlich wie die Hightech-Version einer Luftpolsterfolie ohne die Sicht zu beeinflussen.
Verglaste Fenster gelten seit jeher als energetische Schwachstellen von Gebäuden. Denn über die verglasten Flächen entweicht vor allem im Winter wertvolle Heizwärme nach außen. Im Sommer wiederum kann die Hitze von außen ungehindert eindringen.
Selbst moderne Doppel- oder Dreifachverglasungen können diesen Effekt nur begrenzen. Andere Isolationsmaterialen verschlechtern außerdem meist auch Sicht und Lichtdurchlässigkeit.
Forscher der University of Colorado Boulder hat mit dem „Mesoporous Optically Clear Heat Insulator“ (MOCHI) nun ein nahezu transparentes Isolationsmaterial entwickelt, das diese Probleme herkömmlich verglaster Fenster eliminieren könnte. Denn es hindert Wärme effektiv daran, durch Fenster zu entweichen – und beeinträchtigt dabei die Sicht nicht.
Diese Fensterisolierung sorgt für weniger Heizverluste
Die Innovation der Forscher könnte die Energieeffizienz von Gebäuden deutlich verbessern. Dabei basiert sie auf einem ähnlichen System wie Luftpolsterfolie. Das Material ist hauchdünn und fast vollständig transparent. Es kann auf der Innenseite jedes Fensters angebracht werden und so die Wärmedämmung verbessern, ohne dabei die Sicht zu beeinträchtigen.
„Um den Wärmeaustausch zu blockieren, kann man die Wände dick isolieren, aber Fenster müssen transparent sein“, erklärt Ivan Smalyukh, leitender Autor der Studie und Professor für Physik an der CU Boulder. „Es ist wirklich schwierig, transparente Isoliermaterialien zu finden.“
Bei dem MOCHI-Material handelt es sich um ein Silikongel, das Luft durch ein Netzwerk winziger Poren einfängt. Diese Poren sind um ein Vielfaches dünner als ein menschliches Haar, die eingefangenen Luftblasen können Wärme blockieren.
Das Material ist laut den Forschern so effektiv, dass eine nur fünf Millimeter dicke MOCHI-Folie es ermöglicht, eine Flamme in der Handfläche zu halten.
Präzise Steuerung von Luftblasen ermöglicht Isloierung
Smalyukh vergleicht das MOCHI-Material mit bereits etablierten Aerogelen. Diese Art von Isoliermaterial ist weit verbreitet und arbeitet ebenfalls mit Lufteinschlüssen.
Bei Aerogelen sind diese Luftblasen jedoch meist zufällig verteilt und wenig lichtdurchlässig. Das Material ist meist trüb und reflektiert Licht. Diese Probleme kann das Forscherteam der University of Colorado Boulder mit seinem MOCHI-Material beheben.
„Die Moleküle haben keine Möglichkeit, frei miteinander zu kollidieren und Energie auszutauschen“, erklärt Smalyukh. „Stattdessen stoßen sie gegen die Wände der Poren.“ Gleichzeitig reflektiert das MOCHI-Material nur etwa 0,2 Prozent des einfallenden Lichts.
Aktuell befindet sich das Material noch in der Laborphase und ist nicht für Verbraucher erhältlich. Die Forscher sehen allerdings viele Verwendungsmöglichkeiten, auch für die Energiegewinnung Sonneneinstrahlung.
Ein neuer chemischer Trick könnte Brom-Flussbatterien deutlich langlebiger und günstiger machen. Forscher haben das aggressive Brom dazu gebunden, um höhere Zyklen und eine höhere Energiedichte zu ermöglichen.
Brom-basierte Flussbatterien könnten eine entscheidende Rolle bei der Speicherung erneuerbarer Energien spielen, da sie auf breit verfügbaren Rohstoffen basieren und eine hohe Energiedichte versprechen. Bei herkömmlichen Systemen entsteht während des Ladevorgangs jedoch elementares Brom, das die internen Komponenten der Batterie durch Korrosion stark beschädigen kann.
Zudem führen bisherige Additive oft zu einer unerwünschten Trennung der Elektrolyte in verschiedenen Phasen, was die Effizienz mindert. Ein Forscherteam unter der Leitung von Xianfeng Li hat nun einen neuen chemischen Ansatz entwickelt, um dieses Problem zu lösen.
Durch die Zugabe von organischen Aminverbindungen zum Elektrolyten fungieren diese als Bromfänger und wandeln das entstehende Brom in stabile bromierte Amine um. Dieser Prozess senkt die Konzentration an freiem Brom im Elektrolyten auf ein relativ niedriges Niveau.
Die technologische Neuerung ermöglicht einen Zwei-Elektronen-Transfer, während Standardreaktionen bisher lediglich ein einzelnes Elektron übertragen konnten. Dieser Wechsel steigert nicht nur die Energiedichte der Batterie, sondern reduziert auch das korrosive Verhalten im Inneren des Systems.
Dadurch wird die Lebensdauer der Speicherlösungen deutlich verlängert, was Brom-Flussbatterien für den großflächigen Einsatz attraktiver macht. In praktischen Tests mit einer skalierten fünf Kilowatt Anlage konnte die Batterie über 700 Lade- und Entladezyklen hinweg stabil betrieben werden.
Aufgrund der geringen Bromkonzentration ist es den Forschern zufolge möglich, kostengünstige, nicht fluorierte Membranen einzusetzen, anstatt teure Spezialkomponenten. Nach Abschluss der Tests zeigten sich offenbar keine Korrosionsschäden an wichtigen Bauteilen wie Elektroden oder Stromkollektoren.
Zukunft der Netzspeicherung
Die Forscher sehen in ihrem Ansatz das Fundament für langlebige und sichere Zink-Brom-Flussbatterien im industriellen Maßstab. Die Technologie biete einen Pfad zu einer nachhaltigen Energieinfrastruktur, die sowohl effizient als auch wirtschaftlich rentabel sei.
Gerade in Zeiten, in denen das Speichern von Energie in Batterien wichtiger denn je ist, könnte die Technologie bei einer Wende zu nachhaltigen Energieträgern unterstützen.
Das Nubia Z80 Ultra ist ein Smartphone, das sich viele Hersteller nicht trauen würden: Ein Spagat aus klassischer 35-mm-Fotografie, riesigem Akku und modernster Technologie – und das zu einem Preis, der die etablierte Konkurrenz nervös machen könnte.
Nubia Z80 Ultra: Design und Verarbeitung
Das Design ist typisch für die Z-Reihe von Nubia: eckig, kantig und kompromisslos flach. Es gibt keinen „Punch-Hole“-Ausschnitt für die Frontkamera, da diese – wie bei Nubia mittlerweile Tradition – unter dem Display sitzt. Das sorgt für eine ungestörte Optik und ist etwas, das andere Hersteller wie Samsung bisher aufgegeben haben.
Die Rückseite dominiert ein massives Kameraelement. Das Glas fühlt sich zwar hochwertig an und weist Fingerabdrücke gut ab, bietet aber leider kaum Halt; ohne Hülle rutscht das Gerät schnell aus der Hand. Dafür ist das Gehäuse robust gebaut und verfügt laut Datenblatt über eine IP68- und sogar IP69-Zertifizierung, was es gegen Staub und Wasser (auch unter Hochdruck) bestens schützt.
Das Design des Nubia Z80 Ultra ist auffällig und außergewöhnlich. (Bild: BASIC thinking)
Besonders spannend sind die physischen Tasten an der Seite: Es gibt einen klassischen „Alert-Slider“ (Schiebeschalter) und – das ist das Highlight – eine dedizierte, zweistufige Kamerataste. Der Fingerabdrucksensor sitzt unsichtbar unter dem Bildschirm und verrichtete im Test zuverlässig seinen Dienst.
Mit 6,85 Zoll ist das OLED-Display wahrlich riesig. Die Auflösung von 2688 x 1216 Pixeln (1.5K) sorgt für eine knackige Schärfe, und dank der maximalen Bildwiederholrate von 144 Hz laufen Inhalte butterweich. Auch die Farbwiedergabe und Helligkeit haben mir im Alltag sehr gut gefallen – gerade beim Spielen oder Videoschauen spielt das ununterbrochene Display seine Stärken aus.
Der Bildschirm des Nubia Z80 Ultra ist riesig. (Bild: BASIC thinking)
Einen kleinen Wermutstropfen gibt es jedoch: Nubia verzichtet auf die LTPO-Technologie. Das Panel kann die Bildwiederholrate also nicht variabel bis auf 1 Hz herunterregeln, was bei der Konkurrenz mittlerweile Standard ist, um Energie zu sparen.
Halb Smartphone, halb Kamera: Herzstück des Nubia Z80 Ultra
Kommen wir zum eigentlichen Fokus dieses Geräts. Nubia will nicht einfach nur gute Fotos machen, sie wollen das Gefühl einer Kamera vermitteln. Das gelingt vor allem durch das optionale „Retro Kit“.
Dieses Erweiterungskit ist weit mehr als eine Spielerei. Verbindet man es mit dem Smartphone, verwandelt sich das Z80 Ultra optisch und haptisch in eine klassische Messsucherkamera. Es verfügt über zwei zusätzliche Einstellräder, einen großen Auslöser, einen Kippschalter und sogar einen Blitzschuh.
Ein Filteradapterring liegt ebenfalls bei. Wer wirklich ernsthaft mit dem Smartphone fotografieren will, für den ist dieses Zubehör eine Anschaffung wert – es macht im Alltag einfach Spaß und verändert die Art, wie man fotografiert.
Das Nubia Z80 Ultra „Retro Kit“ verwandelt das Smartphone in eine Kamera. (Bild: BASIC thinking)
Aber auch ohne Kit merkt man den Fokus: Der zweistufige Auslöser am Gerät selbst (halb drücken zum Fokussieren, durchdrücken zum Auslösen) erinnert stark an Sony-Xperia-Modelle und ist den reinen Touch-Lösungen anderer Hersteller überlegen. Der seitliche Slider lässt sich so konfigurieren, dass er direkt den „Street-Mode“ startet, was Schnappschüsse enorm erleichtert.
Die Kameras: 35mm sind die Seele
Ganz ehrlich, die Umstellung beim Nubia Z80 Ultra ist erstmal gewöhnungsbedürftig. Während fast jedes andere Smartphone da draußen standardmäßig mit einer Weitwinkel-Optik startet, setzt Nubia hier stur auf 35 mm als Hauptbrennweite.
Das heißt im Klartext: Man muss für das gleiche Motiv oft einen Schritt zurückgehen. Nubia will damit mehr auf „bewusste Fotografie“ setzen. Dazu soll auch eine physische Taste zum Auslösen helfen. Die dedizierte Kamerataste an der Seite hat zwei Druckpunkte – halb drücken zum Fokussieren, durchdrücken zum Schießen. Das kennt man sonst nur von Sony oder richtigen Kameras – und es macht im Alltag richtig Laune.
Das Nubia Z80 Ultra hat drei Kameras auf der Rückseite. (Bild: BASIC thinking)
Ein echtes Highlight für den Spieltrieb ist das optionale Retro-Kit. Klar, wenn man das dranschraubt, wird das Smartphone zum Ziegelstein und passt in keine normale Hosentasche mehr.
Aber mit den zusätzlichen Rädchen an der Belichtung zu drehen und diesen riesigen Auslöser zu drücken, gibt einem ein haptisches Feedback, das einem Touchscreen einfach fehlt. Es ist sicher nichts für jeden Tag, aber wenn ich bewusst auf Foto-Tour gegangen bin, wollte ich es nicht missen.
Qualitativ ist die 50-MP-Hauptkamera dabei mein klarer Favorit. Die Bilder sind scharf, haben einen tollen Detailgrad und vor allem ein sehr schönes, natürliches Bokeh, das nicht so künstlich berechnet wirkt. Einen kleinen Dämpfer gibt es aber bei der Farbwiedergabe: Gerade Rottöne trifft die Software manchmal nicht ganz, das wirkt dann schnell mal etwas zu knallig oder leicht verfälscht.
Bei der Telekamera muss man ein bisschen aufpassen. Die Software neigt dazu, standardmäßig auf 85 mm zu springen, obwohl der verbaute 64-MP-Sensor eigentlich nativ bei etwa 70 mm liegt. Ich habe mir angewöhnt, das manuell auf 70 mm zu korrigieren. Der Unterschied ist sichtbar: Bei 70 mm sind die Fotos knackig und farblich oft sogar stimmiger als bei der Hauptkamera, während sie bei 85 mm schon leicht digital nachgeschärft und weicher wirken.
Die Ultraweitwinkel-Kamera mit ihren 50 MP habe ich weniger für Panoramen genutzt, sondern überraschend oft für Nahaufnahmen. Der Makro-Modus funktioniert erstaunlich gut und liefert deutlich brauchbarere Ergebnisse als diese unsäglichen 2-MP-Makrolinsen, die andere Hersteller oft verbauen.
Wir haben einige Testfotos mit dem Nubia Z80 Ultra gemacht, die du hier anschauen kannst.
Wo Licht ist, ist beim Z80 Ultra aber auch viel Schatten – und der liegt sprichwörtlich auf der Frontkamera. Da die Linse unter dem Display verbaut ist, um den Bildschirm makellos zu halten, leidet die Qualität massiv. Selfies sehen oft aus, als hätte man einen Fettfinger auf der Linse.
Es wirkt weichgezeichnet, und sobald man Gegenlicht hat, ist die Kamera komplett überfordert. Für einen schnellen Videocall reicht es, aber wer sein Instagram-Profil mit Selfies füllen will, wird hiermit nicht glücklich. Auch im Videobereich schlägt sich das Z80 Ultra wacker mit bis zu 8K30 oder 4K120 Aufnahmeoptionen.
Hardware und Performance: Power ohne Ende
Unter der Haube arbeitet absolute Spitzenklasse. Der Snapdragon 8 Elite Gen 5 (3-nm-Verfahren) sorgt in Kombination mit – in meinem Testgerät – 16 GB LPDDR5X RAM und 512 GB UFS4.1 Speicher für brachiale Leistung. Im Alltag und bei Benchmarks bewegt sich das Gerät auf dem Niveau dedizierter Gaming-Smartphones.
Auf dem Nubia Z80 Ultra laufen alle aktuellen Mobile-Spiele wir „Red Dead Redemption“ auf höchsten Einstellungen (Bild: BASIC thinking)
Allerdings hat diese Leistung ihren Preis: Bei längerer Volllast wird das Gerät spürbar warm. Wer stundenlanges Gaming plant, sollte vielleicht eher zu einem Modell mit aktiver Kühlung (wie von RedMagic) greifen. Die Stereo-Lautsprecher und der kräftige Vibrationsmotor runden das Multimedia-Paket jedoch positiv ab.
Der Akku des Nubia Z80 Ultra ist ein echter Dauerläufer
Hier setzt Nubia neue Maßstäbe. Ein 7200 mAh Akku ist in einem Flaggschiff dieser Dicke (8,6 mm) eine Ansage. Im Test hielt das Gerät locker einen, oft sogar zwei Tage durch. Und wenn der Strom doch mal ausgeht, ist er dank 80 Watt Laden (sowohl kabelgebunden als auch kabellos!) in knapp 50 Minuten wieder voll. Das ist im Alltag ein echter Luxus und erreiche ich bei meinem iPhone 17 Pro oder Pixel 10 Pro Xl nicht.
Der 7200 mAh große Akku hält über einen Tag im Alltag. (Bild: BASIC thinking)
Software als Achillesferse
Wo viel Licht ist, ist beim Z80 Ultra leider auch viel Schatten – und der liegt auf der Software. Das Gerät kommt zwar mit dem „Nebula AIOS 2.0“ (basierend auf Android 16), doch die Erfahrung ist durchwachsen. Es gibt Übersetzungsfehler im Menü und die Update-Garantie ist im Vergleich zur Konkurrenz enttäuschend.
Nubia verspricht nur ein großes OS-Upgrade und drei Jahre Sicherheitsupdates. Im Vergleich zu Samsung oder Google, die bis zu sieben Jahre bieten, ist das schwach. Positiv hervorzuheben ist lediglich die Gaming-Oberfläche, die funktional und gut durchdacht ist.
Das Nubia Z80 Ultra ist ein Charakter-Smartphone. Es hat klare Ecken und Kanten – sowohl physisch als auch metaphorisch.
Wer ein Smartphone sucht, das sich durch sein Design, die physischen Kamera-Bedienelemente (besonders mit Retro Kit) und eine unglaubliche Akkulaufzeit von der Masse abhebt, der wird hier glücklich.
Die 35-mm-Optik verleiht Fotos einen einzigartigen Look. Wer jedoch Wert auf perfekte Software, lange Update-Garantien oder High-End-Selfies legt, sollte sich eher bei der Konkurrenz von Samsung oder Google umsehen.
Dieser Beitrag enthält Affiliate-Links, für die wir unter Umstände eine kleine Provision erhalten. Das hat jedoch keinen Einfluss auf die inhaltliche Gestaltung unserer Beiträge.
Ein österreichisches Start-up hat ein Straßenkraftwerk entwickelt, das Strom erzeugt, wenn Fahrzeuge darüberfahren. Allein schwere Lkw könnten im Hamburger Hafen jedes Jahr 40.000 Kilowattstunden generieren.
Im Rahmen der Energiewende entwickeln Forscher und Unternehmen immer wieder neue Konzepte. Ein neuer Ansatz demonstriert, wie Straßen, auf denen schwere Lastwagen unterwegs sind, zu sogenannten Straßenkraftwerken werden können.
Für diese Art der Stromerzeugung nahm die österreichische Firma Road Energy Production Systems (REPS) eine Anlage am Hamburger Hafen in Betrieb. Das Straßenkraftwerk funktioniert wie eine Bremsschwelle. Sobald schwere Fahrzeuge darüberfahren, drücken sie Segmente in der Straßendecke ein.
Die dabei entstehenden Impulse leitet das System mechanisch von der Straße zu einem Energiekonverter weiter. Dieser Konverter basiert auf dem weltweit ersten Permanent-Magnetlager, das durch eine patentierte magnetische Federung fast keine Reibung bei der Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie erzeugt.
Straßenkraftwerk erzeugt Strom auf Straßen
Einfach gesagt wandelt das System damit auf Umwegen Bremsenergie in Strom um. Die erzeugte Elektrizität wird zwischengespeichert und kann je nach Bedarf entweder in ein Speichersystem geleitet oder direkt in das Stromnetz eingespeist werden.
Das System benötigt nur eine Eindringtiefe von acht bis zehn Zentimetern in den Boden, was eine schnelle und einfache Installation ermöglicht. Alle beweglichen Komponenten, wie die Auslöser, sollen austauschbar sein. Zudem kann die Straßenmeisterei alle kritischen Bauteile außerhalb der Fahrbahn warten. Das führt zu mehr Sicherheit sowie einer hohen Effizienz und Lebensdauer.
Der Hamburger Hafen könnte Kleinstadt mit Energie versorgen
Die Technologie ist besonders für Orte geeignet, an denen schwere Fahrzeuge mit geringer Geschwindigkeit fahren. Ein Beispiel ist das Erprobungsgebiet auf dem Hafengelände in Hamburg. Andere mögliche Orte sind Kreuzungsbereiche, Autobahnauffahrten oder Mautstellen mit einem hohen Güterverkehr.
Das erste System im Hamburger Hafen ist zwölf Meter lang und soll bereits Strom im Kilowattbereich liefern. Laut Schätzungen des Start-ups reichen 16 Lastwagen aus, um eine Kilowattstunde (kWh) Energie zu erzeugen. Durch das hohe Verkehrsaufkommen im Hamburger Hafen erwartet das Unternehmen, dass das erste System allein jährlich knapp 40.000 kWh Strom liefern kann.
Sollten alle der über 200 geeigneten Standorte im Hafen genutzt werden, könnte die jährliche Stromproduktion bei zehn Gigawattstunden liegen. Das entspricht in etwa dem Strombedarf einer Kleinstadt. Road Energy Production Systems geht davon aus, dass sich eine solche Anlage spätestens nach zehn Jahren amortisieren wird. Weltweit sollen bereits 40 Häfen Interesse an den Anlagen bekundet haben.
Mit einer neuartigen Wärmepumpe wollen Forscher künftig Flüsse und Seen in Deutschland als Heizung nutzen. Sie soll sogar bei Temperaturen um den Gefrierpunkt Wärmeanergie liefern.
Ganzjährige Wärme aus regionalen Gewässern: Eine naheliegende Idee, wenn man die Vielzahl von Seen und Flüssen in Deutschland bedenkt. Sie als Wärmequelle zu nutzen ist durch das Konzept der Aquathermie möglich. Dabei wird aus Wasser Wärme entzogen und durch eine Wärmepumpe auf die benötigte Heiz- oder Kühltemperatur gebracht.
Trotz ihres erheblichen Potenzials ist der Ansatz bisher allerdings nur gering verbreitet. Neben regulatorischen Hürden hat das vor allem auch mit technischen Herausforderungen zu tun. Hierzulande sind beispielsweise die jahreszeitlichen Temperaturschwankungen und die Infrastruktur ein Problem. Forscher aus Sachsen wollen das nun ändern.
Wärmepumpe aus Sachsen macht Seen und Flüsse zur Heizung
Für das Projekt AQVA-HEAT III haben sich Wissenschaftler der Hochschule Zittau/Görlitz, des Fraunhofer IEG und das Institut für Luft- und Kältetechnik in Dresden zusammengetan, um die ganzjährige Wärmeversorgung durch thermische Nutzung von Oberflächengewässern zu untersuchen.
Dazu hat das Projektteam ein integriertes System entwickelt, das Gewässer als Wärmequelle nutzt. Das Besondere: Das System arbeitet in zwei Hauptstufen und ist speziell für die Nutzung von kaltem Gewässer optimiert.
Wärme selbst bei null Grad Celsius
In der ersten Stufe kommt ein sogenannter Vakuum-Flüssigeis-Erzeuger (VFE) zum Einsatz. Als Kältemittel wird direkt das Element Wasser genutzt. Das bringt unter anderem den Vorteil, dass es natürlich vorkommt und ungiftig ist.
Durch die Direktverdampfung des Fluss- oder Seewassers unter Vakuum kann die Anlage selbst bei Wassertemperaturen bis zu null Grad Celsius noch Wärme entziehen. Dieser Prozess führt zur Bildung von Flüssigeis und sorgt dafür, dass die Wärmepumpe auch im tiefsten Winter effizient betrieben werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Wasser als Kältemittel ist die hohe Energiedichte. Sie ermöglicht es, auch kleinere Gewässer zu erschließen, als es mit herkömmlichen Anlagen möglich wäre.
Die resultierende Temperatur nach dem VFE liegt laut Fraunhofer IEG konstant bei mindestens 12 Grad Celsius. Eine klassische zweistufige Wärmepumpe hebt das Temperaturniveau in der zweiten Stufe auf bis zu 90 Grad Celsius an, um die Wärme ins Fernwärmenetz der Stadtwerke Zittau einzuspeisen.
So kommt die Energie ins Nahwärmenetz
Eine Herausforderung bei der Konzeption des Projekts lag in der Bewältigung des enormen Temperaturhubs von 12 Grad Celsius auf 90 Grad Celsius. Außerdem musste das Forschungsteam die umfassenden Sicherheits- und Brandschutzanforderungen einhalten, da die Wärmepumpe in einer Halle der Stadtwerke Zittau aufgestellt wird.
Ein essenzieller Bestandteil des Projekts ist zudem die Untersuchung der gewässerökologischen Folgen. Das Forschungsteam analysiert simulativ und experimentell verschiedene Verfahren zur Wasserentnahme und -rückführung, um sicherzustellen, dass die thermische Nutzung der Gewässer keine negativen Auswirkungen auf das Ökosystem hat.
Das Projektteam hat nun einen ersten Meilenstein erreicht: Die Werksabnahme der Wärmepumpe ist Anfang November 2025 in Aarhus erfolgt.
Diese Form der Wärmequellenerschließung bietet Potenziale für Planbarkeit, Versorgungssicherheit und Netzintegration und lässt sich von rund 100 kW (thermisch) bis in Megawattbereiche skalieren, wobei die genutzte Flusswassermenge und die eingesetzte Strommenge vergleichsweise gering bleiben.
Die anschließende Einbindung in die Gesamtanlage will das Projektteam im ersten Halbjahr 2026 durchführen, so das Fraunhofer IEG. Anschließend soll das Gesamtsystem ein Jahr lang in der saisonalen Erprobung laufen.
Forscher haben eine Batterie ohne Lithium entwickelt, die die Stromnetze sicherer und nachhaltiger machen könnte. Aluminium und Graphit sorgen als Hauptbestandteile für günstige und verfügbare Materialien.
Forscher des Fraunhofer-Instituts haben einen vollständigen Batteriesystem-Demonstrator auf Basis von Aluminium-Graphit-Dual-Ionen-Batterien (AGDIB) entwickelt. Er soll die Stabilität einer neuen Batteriezellchemie nicht nur im Labor, sondern auch in einem realistischeren Szenario unter Beweis stellen.
Die wiederaufladbaren AGDIB-Zellen gelten als sichere, kostengünstige und zukunftssichere Lithium-Alternative für Hochleistungsanwendungen wie die dynamische Netzstabilisierung. Der Vorteil liegt darin, dass die aktiven Materialien Aluminium und Graphit günstig und in großer Menge verfügbar sind.
Ohne Lithium: Aluminium-Graphit-Batterie für Netzstabilität
Die AGDIB ist ein Hochleistungsspeicher, den Netzbetreiber in sehr kurzer Zeit mit hohen Raten laden und entladen können. Damit eignet sich die Batterie ideal für Anwendungen wie die dynamische Netzstabilisierung. In diesem Bereich kommen Akkus zum Einsatz, die Frequenzschwankungen mit vielen Mikrozirkulationen mit geringem Energiegehalt ausgleichen.
Das begünstigt eine hohe Leistungsfähigkeit. Im Gegensatz zu vielen etablierten Batteriesystemen ermöglicht die AGDIB sehr hohe Entladeraten und auch hohe Laderaten, was für Netzanwendungen wie die Bereitstellung von virtueller Trägheit erforderlich ist.
Die Entwicklung der Forscher konzentrierte sich auf die gesamte Wertschöpfungskette. Diese reicht von einer nachhaltigen, Lithium-freien Zellchemie über die Integration eines drahtlosen Batteriemanagementsystems (BMS) bis zu Überlegungen zur Recyclingfähigkeit.
Technologie und Aufbau des Systems
Das Testsystem besteht aus acht Batterie-Zellen, die wie Päckchen aussehen (AGDIB-Pouch-Zellen). Diese Zellen sind so miteinander verbunden, dass sie einen Akku-Block bilden (genannt Batteriemodul), der in einer bestimmten Anordnung verschaltet ist.
Damit der Akku sicher und effizient arbeitet, gibt es ein Steuersystem. Ein kleiner Teil davon ist drahtlos per Funk mit der Hauptsteuerung verbunden und kann so sicher mit ihm kommunizieren. Zusätzlich nutzt der Prototyp eine sehr moderne Technik, um den Strom genau zu messen: einen Quantensensor, der Diamanten als Basis hat.
Da dieser Sensor unglaublich empfindlich ist, kann er sowohl winzige als auch enorme Stromschwankungen extrem präzise erfassen. Sein Messbereich ist riesig und deckt fünf sogenannte Größenordnungen ab. Das bedeutet, er sieht winzige Details und gleichzeitig die großen Spitzen.
Auch die Recyclingfähigkeit der Zellen und Module wurde berücksichtigt: Die Zell-Recyclingfähigkeit wurde durch ein physikalisches Trennverfahren bewertet, das giftige Chemikalien vermeidet.
Anmelden
