Timo Schreck

Sandra Wiebe

Domenica Riecker-Schwörer

Presseservice

Nahezu alle metallischen Rohstoffe werden an Land gewonnen. Diese sind nicht nur für alltägliche Technologien wie Smartphones notwendig, sondern auch, um E-Mobilität, Digitalisierung und Energiewende voranzutreiben. Da zukünftig eine wachsende Nachfrage und steigende Preise zu erwarten sind, hat das Forschen an Alternativen längst begonnen – nicht zuletzt, da die Europäische Union die Versorgung mit 27 strategisch wichtigen Rohstoffen als kritisch einstuft. Mit „Rohstoffen in der Tiefsee“ beschäftigt sich das aktuelle Themenspezial der Wissensplattform „Erde und Umwelt“, zu dem auch Forscherinnen und Forscher des KIT beigetragen haben. Darin geht es nicht nur um den Stand der Forschung und die Frage, ob der Rohstoffabbau im Meer eine attraktive Alternative darstellt, sondern auch um die möglichen Folgen für die Umwelt. Die Experten des KIT berichten über die Erkundung von Lagerstätten in Europa, neuartige Batterien aus alternativen Materialien sowie den europaweit einzigartigen Thinktank „Industrielle Ressourcenstrategien“. Das Themenspezial im Internet: https://themenspezial.eskp.de/rohstoffe-in-der-tiefsee/inhalt/ (tsc)

Erste Signale aufgezeichnet – so klingen Marswinde

Ein gespenstisches, tiefes Dröhnen – so beschreibt die NASA die Geräusche, die Sensoren nun auf dem Mars aufgenommen haben. Ausgelöst hat sie ein Wind, der Anfang Dezember über den roten Planeten fegte. Die Aufnahmen kamen unerwartet, denn eigentlich sollen die unterschiedlichen Sensoren, die sich zurzeit für die Mission „InSight“ auf dem Mars befinden, vor allem Beben auf dem Planeten aufnehmen. „Wir haben die Seismometer vorab für die NASA in Schiltach getestet. Seit der InSight-Landung wurden nun die verschiedenen Geräte Schritt für Schritt in Betrieb genommen. Das Seismometer befindet sich vorläufig noch auf dem Deck und noch nicht auf dem Marsboden. So konnte es die vom Wind ausgelösten Vibrationen des Landers aufnehmen“, sagt Thomas Forbriger vom Geowissenschaftlichen Gemeinschaftsobservatorium (Black Forest Observatory, BFO) des KIT und der Universität Stuttgart. Die Geräte haben außerdem die Umgebung fotografiert. „Aus den Bildern haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein digitales Geländemodell erstellt, um den bestmöglichen Standort für das Seismometer zu bestimmten“, so Rudolf Widmer-Schnidrig vom BFO, der momentan in Pasadena (USA) die Installation und Inbetriebnahme der Seismometer auf dem Mars begleitet. „Im Labor steht inzwischen ein großer Sandkasten, in dem das Gelände um den Lander auf dem Mars nachgebildet wurde. Hier üben die Ingenieurinnen und Ingenieure das Absetzen der Geräte und optimieren die Steuerung des Roboterarms.“ So hat eine Ingenieurin das digitale Geländemodell mit einer 3-D-Videobrille auf den Sandkasten übertragen und den Sand so lange verschoben, bis er auf das Modell gepasst hat. (swi)

Fotos gibt es auf den Internetseiten der NASA: https://mars.nasa.gov/insight/multimedia/raw-images/?order=sol+desc%2Cdate_taken+desc&per_page=50&page=0&mission=insight

Qualität von getrocknetem Obst und Gemüse verbessern

Getrocknete Obst- oder Gemüsestücke finden sich im Müsli, in Backwaren und Desserts oder auch in Instantsuppen. Die Trocknung macht Obst und Gemüse haltbar und ganzjährig verfügbar. Dabei hängen gewünschte Eigenschaften wie Knusprigkeit, Farbe und Form stark vom jeweiligen Trocknungsverfahren ab. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT haben einzelne Verfahren analysiert und kombiniert, um ihre Vorteile zu nutzen und die Nachteile zu umgehen. „Wir wollen nicht nur die Produktqualität verbessern, sondern auch die Trocknung energieeffizienter machen“, sagt Volker Gaukel vom Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik des KIT. „Dazu haben wir zunächst die Qualitätsänderungen bei Karotten, Äpfeln und Erdbeeren während der jeweiligen Einzeltrocknungsverfahren untersucht. So konnten wir Prozessschritte und Bedingungen identifizieren, die besonders schonend oder besonders schädigend für bestimmte Qualitätseigenschaften sind.“ Dabei ist die Gefriertrocknung nach Erkenntnissen der Forscher wegen der niedrigen Temperaturen das schonendste Verfahren und erzielt die besten Ergebnisse. Allerdings entstehen, neben langen Prozesszeiten und hohen Energiekosten, auch unerwünschte Farbveränderungen oder zerbrechliche Strukturen. Die Mikrowellenvakuumtrocknung ist das schnellste Verfahren. Sie ist jedoch sehr aufwändig und erwärmt die Produkte nicht immer einheitlich. „Es ist vorteilhaft, die Trocknungsverfahren miteinander zu kombinieren, damit die Produkte beispielsweise ihre Farbe oder Form behalten“, so Gaukel. „Etwa durch die Kombination einer kurzen Gefriertrocknung mit einer anschließenden Mikrowellenvakuumtrocknung konnten wir qualitativ hervorragende Produkte in 70 Prozent kürzerer Zeit als ausschließlich mit der Gefriermethode erhalten.“ (swi)

Gerechte Versorgung mit erneuerbaren Energien in Peru

Viele Haushalte in den ländlichen Gebieten Perus haben keinen Strom, oft fehlen fließendes Wasser oder eine Heizung. Nun will die peruanische Regierung Haushalte ohne Stromversorgung mit kleinen autarken Solarstromsystemen ausstatten. Alena Israel vom Institut für Regionalwissenschaft des KIT hat sich vor Ort mit den Menschen ausgetauscht: Welche Probleme und Konflikte gibt es? Werden die Energiesysteme gerecht verteilt? Was kann man besser machen? „In Peru gibt es die unterschiedlichsten Naturräume – von Stränden und Wüsten, über das Andengebirge mit sehr kalten und auch tropischen Höhenlagen bis hin zu den Amazonasgebieten“, sagt Alena Israel. „In jedem Haushalt wird dasselbe System installiert, aber die Menschen haben unterschiedliche Anforderungen. Ein Alpakahirte in den Anden fragte, was er mit einer Glühbirne soll, wenn gleichzeitig sein Vieh erfriere.“ Für andere bedeute die Stromversorgung aber auch mehr Lebensqualität, Unabhängigkeit und Kontakt zu anderen Leuten. „Obwohl viele Menschen sehr abgeschieden leben, nutzen die Meisten doch ein Handy und ein Radio zur Kommunikation. Bislang mussten Handy-Nutzer zum Laden ins nächste Dorf laufen. Jetzt können sie ihren eigenen Strom nutzen“, so Israel. Aus den gesammelten Daten will die Regionalwissenschaftlerin Gerechtigkeitsaspekte in der Energieversorgung sowie Entscheidungsprozesse analysieren und herausfinden, wie sich Ungerechtigkeiten mindern und die Menschen besser mit einbeziehen lassen. (swi)

Warnung vor unbekannten Cyber-Angriffen

Der IT-Sicherheitsexperte Jörn Müller-Quade warnt in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins des KIT vor bisher unbekannten Cyber-Angriffen, unter anderem dem „Social Engineering“. Dabei versuchen Hacker an geheime Informationen wie Passwörter oder Bankdaten zu gelangen, indem sie etwa Identitäten vortäuschen und sich am Telefon oder in Mails als vertrauenswürdige Menschen ausgeben. „Was an Nachahmung schon jetzt möglich ist, zeigen ,Deep Fake‘-Videos oder Programme, die Restaurant- oder Friseurtermine über das Telefon vereinbaren können und dabei wirken wie ein Mensch“, so Müller-Quade. Das technische Potenzial für Täuschungen wachse stetig und sei enorm, warnt der Experte. Über seine Arbeit berichtet der Themenschwerpunkt des Magazins, in dem Forscherinnen und Forscher des KIT Chancen und Risiken der Künstlichen Intelligenz aus verschiedensten Perspektiven beleuchten. Weitere Themen der lookKIT-Ausgabe widmen sich der Robotik, dem Autonomen Fahren und erfolgreichen KI-Ausgründungen des KIT. Online finden Sie das Heft unter: www.sek.kit.edu/kit_magazin.php (drs)

Wachstum von Torfmoosen verbessern

Hobbygärtner verwenden gerne Erde mit Torf. Dieser entsteht in Mooren und besteht aus vermoderten Pflanzenresten. Der Torfabbau zerstört allerdings den Lebensraum vieler Pflanzen und Tierarten und setzt das in Mooren gespeicherte Kohlendioxid frei. Dies trägt zu den Gesamtemissionen Deutschlands bei. Torfmoos hilft dabei, abgetragene Moore wiederzubeleben. Es wächst auf dessen Oberfläche und ist ein möglicher Torfersatz. Als Saatgut ist es jedoch nur in geringem Maß verfügbar. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT wollen Methoden entwickeln, um Torfmoos in großen Mengen zu gewinnen. „Dafür wollen wir herausfinden, welche Faktoren zu einem besseren Wachstum des Torfmooses zu führen und das Moos dann züchterisch verbessern, um seine Produktivität zu steigern“, sagt Ingrida Melková vom Institut für Bioverfahrenstechnik des KIT. „Unsere Projektpartner an der Universität Freiburg konnten in ersten Versuchen in einem Photobioreaktor die Biomasse von Torfmoos bereits um das zehn- bis 30-fache innerhalb von vier Wochen erhöhen“, so die Bioverfahrenstechnikerin. Der Anbau von Torfmoos trägt als CO2-neutrale Alternative zu Torf nicht nur zum Klimaschutz bei, das Moos ist auch ein nachwachsender, umweltfreundlicher Rohstoff für den Gartenbau. Das KIT arbeitet in dem Projekt „Massenvermehrung von Torfmoos zur industriellen Produktion eines nachwachsenden Substratausgangstoffes für den Gartenbau“ mit der Universität Freiburg und der Universität Greifswald zusammen. (swi)