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KIT.kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 08/2021)
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Sehr geehrte Journalistin, sehr geehrter Journalist,
heute erhalten Sie die aktuelle Ausgabe der monatlichen Pressenachrichten aus dem Karlsruher Institut für Technologie. Wir wollen Sie in kompakter Form über spannende Forschungsthemen informieren und freuen uns, wenn passende Nachrichten für Ihre redaktionelle Berichterstattung dabei sind. Gerne vermitteln wir Ihnen für weitere Informationen auch passende Ansprechpersonen. Über einen Beleg Ihrer Berichterstattung freuen wir uns.
Freundliche Grüße
Ihr Presseservice des KIT
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Atmosphärenforschung: Ballon-Messkampagne in Schweden gestartet
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Mit dem Ziel Stratosphäre ist Mitte August in Nordschweden ein Heliumballon mit wissenschaftlichen Instrumenten gestartet, darunter das Infrarotspektrometer GLORIA, das Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT und des Forschungszentrums Jülich entwickelt haben. Nach dem Start durch das Team des Centre National d'Études Spatiales (CNES) vom European Space and Sounding Rocket Range (ESRANGE, Swedish Space Corporation) aus erreichte der Ballon in 36 400 Metern seine maximale Flughöhe – und seine volle Größe mit einem Durchmesser von 100 Metern. Der Flug ist Teil des europäischen Forschungsprojekts HEMERA zur ballongestützten Atmosphärenforschung.
„Mit unseren Messungen wollen wir unter anderem chemische Prozesse in der Ozonschicht besser verstehen“, sagt Felix Friedl-Vallon vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMK-ASF) des KIT. Dr. Michael Höpfner, ebenfalls vom IMK-ASF, erläutert: „Vor allem die Wechselwirkungen von atmosphärischen Bromverbindungen mit der Ozonschicht sind bislang noch nicht vollständig verstanden. Diese Substanzen sind für den Abbau von Ozon mitverantwortlich, und aufgrund des Klimawandels sowie der internationalen Bemühungen zum Schutz der Ozonschicht verändert sich aktuell ihre Konzentration.“ Ein weiteres Ziel des Fluges sei es, mehr über die Wirkung der bei großflächigen Waldbränden freigesetzten Gase und Aerosole zu erfahren. „Wir messen auch hier in einem Höhenbereich, der bislang nur lückenhaft abgedeckt ist und mit dem Flugzeug nicht erreicht werden kann“, so Höpfner. Weitere Instrumente bei dem aktuellen Flug kommen von der Universität Heidelberg und der University of Saskatchewan (Kanada). Um die Untersuchungen durchzuführen, werden die Instrumente in unterschiedlichen Konstellationen gekoppelt eingesetzt. Für GLORIA ist die Messkampagne via Stratosphärenballon nicht der erste Einsatz: Das Infrarotspektrometer wurde bereits erfolgreich auf zahlreichen Messkampagnen mit dem Forschungsflugzeug HALO verwendet und nun für Ballonflüge in die Stratosphäre umgerüstet. (mhe)
Weitere Informationen:
imk-asf.kit.edu/ffb.php
Bildunterschrift: Rechts im Bild die Gondel mit GLORIA an Bord, gehalten von einem Hilfsballon. Der Hauptballon (links im Hintergrund) bringt die Instrumente in über 36 000 Meter Höhe. (Foto: Hans Nordmeyer, KIT)
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Notfallrettung: Neue Technologien zum Aufspüren verschollener Flugzeuge
Ein Absturz ist der Albtraum jedes Flugreisenden. Noch schlimmer: Das Flugzeug ist nach dem Unglück nicht auffindbar und somit keine Hilfe möglich. So geschehen mit dem Malaysia-Airlines-Flug 370: 2014 verschwand eine Boeing 777 auf dem Weg von Kuala Lumpur nach Peking aus der Überwachung der Flugverkehrskontrolle – das Flugzeug gilt seitdem als vermisst. Forschende des KIT arbeiten an Technologien, welche die Überlebenschancen bei Flugzeugunglücken verbessern.
Damit Rettungsmannschaften verunglückte Flugzeuge zukünftig noch zuverlässiger aufspüren können, werden die Maschinen mit einer neuen Generation von Notrufsendern ausgestattet, die bei einem Absturz ein Notsignal mit Angabe der Position per Satellit absetzen und später ein dauerhaftes Peilsignal aussenden, um Rettungskräfte zur Notfallstelle zu leiten. Dieser Austausch ist allerdings relativ umständlich und teuer, da die Geräte fest im Flugzeug verbaut sind. Um die Nachrüstung zu vereinfachen, entwickeln Forscher am KIT eine Software für die Steuerung der Funktechnik, die einfach nur aufgespielt werden muss. „So sind die Geräte beliebig an neue Standards anpassbar und neue Funktionalitäten ohne teuren Austausch der Hardware möglich“, sagt Professor Laurent Schmalen vom Institut für Nachrichtentechnik des KIT. „Auch arbeiten wir an einer Übertragung von Zusatzinformationen auf den Peilfrequenzen, die dem Rettungsteam zum Beispiel Angaben über die Anzahl der Verletzten liefern.“ Am Projekt zur Entwicklung eines Low Power Emergency Locator Transmitter ist die Firma Becker Avionics GmbH beteiligt. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit rund 400 000 Euro für das KIT gefördert. (mex)
Weitere Informationen:
cel.kit.edu/english/1958.php?tab=%5B1990%5D#tabpanel-1990
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Hochbau: Rohrleitungen per Smartphone dokumentieren
Das Laserscanning ist eine effiziente Methode, um Rohrleitungen in komplexen Industrieanlagen dreidimensional auszumessen und abzubilden. Mit den dabei gewonnenen Daten, auch Punktwolken genannt, entsteht in einem computergestützten System ein digitales Abbild des Bestands. Die Genauigkeit dieser Punktwolken kann jedoch stark variieren, ihre manuelle Bearbeitung ist oft unpraktisch, und in der Bauplanung ist der Umgang mit ihnen noch neu. Forschende des KIT haben in Zusammenarbeit mit der University of Calgary neue Methoden entwickelt, mit denen sich die Punktwolken automatisiert erstellen und verarbeiten lassen. Darüber berichten sie in der Zeitschrift Automation in Construction.
„Für die Erstellung der Punktwolken verwenden wir Videos, die mit Smartphones aufgenommen wurden“, erklärt Reza Maalek, Juniorprofessor für Digital Engineering and Construction am Institut für Technologie und Management im Baubetrieb des KIT. Das neue automatisierte Verfahren ermittelt zunächst die optimale Anzahl von Bildern, um eine ausreichende Genauigkeit und Auflösung der Punktwolken zu erreichen. Die Rohre werden dann automatisch aus diesen Punktwolken erkannt, um sowohl den Fortschritt als auch das Bestandsmodell digital zu dokumentieren. Die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Verfahren wurde unter Laborbedingungen mit sechs Rohren und auf einer Baustelle mit 58 Rohren getestet. „Wir haben festgestellt, dass durch die vorgeschlagene Methode der Fortschritt von Rohrleitungsarbeiten auf der Baustelle um etwa 70 Prozent genauer geschätzt werden kann. Gleichzeitig reduziert sich die Gesamtzeit für die Datenerfassung und -analyse vor Ort um etwa 30 Prozent“, so Maalek. (ase)
Weitere Informationen:
sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926580521001862
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Materialwissenschaften: Eigenschaften von Molekülschichten gezielt steuern
Für eine Reihe fortschrittlicher Anwendungen sind spezielle Anordnungen molekularer Bausteine erforderlich, welche die elektronische Struktur oder die optischen Eigenschaften von Molekülschichten beeinflussen. Eine besondere Herausforderung ist dabei die Ausrichtung asymmetrischer Molekülbausteine, denn hier tritt häufig eine spontane Paarung zu symmetrischen Einheiten auf. Dadurch entstehen trotz asymmetrischer Bausteine symmetrische Anordnungen – die Ausbildung eines internen elektrischen Felds ist damit nicht möglich. Einer Forschungsgruppe des KIT ist es gelungen, diese Symmetriefalle durch programmierte Anordnung zu vermeiden und asymmetrische Bausteine auf makroskopischer Skala auszurichten. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.
„Nach mehrjähriger Forschungsarbeit haben wir erstmals poröse kristalline Schichten erzeugt, die ein internes elektrisches Feld aufweisen“, berichtet Professor Christof Wöll vom Institut für Funktionelle Grenzflächen des KIT. „Außerdem konnten wir nachweisen, dass diese Schichten optische Frequenzverdopplung zeigen.“ An dem im Exzellenzcluster 3D Matter Made to Order angesiedelten Forschungsvorhaben ist auch die Universität Heidelberg beteiligt; Forschende aus Graz und Berlin waren ebenfalls in die Kooperation eingebunden. Großes Potenzial besitzt dieses Designer-Material beispielsweise für die Herstellung elektrisch leitfähiger Molekülschichten, die Verbesserung des Wirkungsgrads organischer Solarzellen oder für neuartige Anwendungen im Bereich der organischen Elektronik. (sfo)
Weitere Informationen:
doi.org/10.1002/adma.202103287
3dmattermadetoorder.kit.edu
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Klimaforschung: Wasserhaushalt von Bäumen am Amazonas
Umweltdaten zum Regenwald am Amazonas und dessen Wechselwirkungen mit der Atmosphäre gewinnen Forschende mithilfe von bis zu 325 Meter hohen Umwelt-Beobachtungstürmen im deutsch-brasilianischen Verbundprojekt ATTO (Amazon Tall Tower Observatory), an dem das KIT beteiligt ist. Die Max-Planck-Gesellschaft und das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördern das Folgeprojekt ATTO+ nun für weitere drei Jahre mit rund fünf Millionen Euro.
„In den letzten drei Jahren haben wir untersucht, aus welchen Quellen die Bäume verschiedener Ökosysteme Amazoniens ihr Wasser beziehen – und das im Jahresverlauf mit ausgeprägten Trocken- und Regenzeiten“, erklärt Professor Florian Wittmann vom Institut für Geographie und Geoökologie des KIT. „Den Wasserhaushalt der Bäume genau zu verstehen, ist wichtig, um die Folgen des Klimawandels wie verstärkte Extremereignisse auf die Regenwaldbäume besser abschätzen zu können.“ Für das erweiterte Projekt haben die Forschenden nun verschiedene Räume im Mess-Einzugsbereich der Türme in bis zu 750 Kilometern Entfernung ausgesucht. „Entlang dieser Strecke verlängern sich die Trockenzeiten, ebenso nimmt die Gesamtniederschlagsmenge ab“, so Wittmann. Die Hypothese der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist, dass der Klimawandel den Wald Amazoniens langsam in ein an mehr Trockenheit angepasstes Ökosystem verändert. „Dies hätte dramatische Auswirkungen auf die Biodiversität der Wälder“, sagt Wittmann. „Die Verluste an Baumarten würden Nahrungsketten zerstören und sich deshalb auch dramatisch auf viele Tierarten auswirken. Die Verringerung an Biomasse und langsamere Wachstumsraten der Bäume werden den Klimawandel zudem noch verstärken. Es ist daher wichtig, dass wir mit ATTO+ das Projekt erweitern und mit Partnern aus unterschiedlichen Disziplinen einen wichtigen Beitrag für ein besseres klimapolitisches Verständnis leisten.“ (ase)
Weitere Informationen:
ifgg.kit.edu/aueninstitut/forschung_1396.php
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Energiepolitik: Erneuerbare könnten El Niño-Verwerfungen kompensieren
Bei der Stromerzeugung setzt Lateinamerika auf Wasserkraft als regenerative Energiequelle. Umso gravierender sind die Folgen des berüchtigten Phänomens El Niño: Die veränderte Meeresströmung führt dazu, dass Niederschläge ausbleiben und die Wasserstände der riesigen Stauseen sinken. Um die Stromversorgung zu stabilisieren, forcieren Staaten wie Kolumbien und Brasilien den Abbau fossiler Rohstoffe wie Gas und Kohle. Dass der Ausbau von Solar- und Windkraft eine Alternative zu dieser klimaschädlichen Strategie bietet, zeigt eine aktuelle Studie von Forschern des KIT.
„Ein massiver Zubau von Windturbinen und Solarzellen in der Größenordnung von 136 Gigawatt hat das Potenzial, die Schwankungen bei der Wasserkraft kosteneffizient zu kompensieren und CO₂-Emissionen signifikant zu verringern“, sagt Dr. Witold-Roger Poganietz, Leiter der Forschungsgruppe Soziotechnische Energiezukünfte am Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des KIT. Poganietz und sein Kollege Miguel Gonzalez-Salazar haben meteorologische Langzeitdaten ausgewertet und so die regionalen Niederschlagswerte der El Niño-Perioden mit der Sonneneinstrahlung und den Windverhältnissen in Beziehung gesetzt. Dabei gelang es, Standorte auf nationaler und regionaler Ebene zu identifizieren, die ein maximales Maß an Komplementarität aufweisen, das heißt, für einen grünen Energiemix besonders geeignet sind. Über das englische Forschungsprogramm „Climate Compatible Growth“ fließen diese Erkenntnisse nun auch in die Vorbereitung der UN-Klimakonferenz in Glasgow ein. (jha)
Weitere Informationen:
climatecompatiblegrowth.com/wp-content/uploads/2021/07/1G-COP26-Policy-Brief.pdf
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Photovoltaik: Die Photovoltaik spielt eine zunehmend wichtige Rolle, wenn es darum geht, den künftigen Energiebedarf weitestgehend aus erneuerbaren Energien zu decken. Professor Alexander Colsmann, Leiter der Forschungsgruppe Photovoltaik am Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme und wissenschaftlicher Sprecher des KIT-Zentrums Energie, forscht an neuartigen umweltfreundlichen und kostengünstigen Materialien für künftige effiziente Solarzellen-Generationen. „Die Photovoltaik nutzt das Sonnenlicht als quasi unerschöpfliche umweltfreundliche Energiequelle; sie hat ein großes Ausbaupotenzial und findet große Akzeptanz in der Bevölkerung“, sagt Colsmann. Er hält es für möglich, dass künftig ein großer Teil des weltweiten Strombedarfs durch Solarenergie gedeckt wird. (che)
Weitere Informationen: sek.kit.edu/kit-experten_colsmann.php
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Numerische Strömungssimulationen: Das Hightech-Start-up cloudfluid GmbH, eine Ausgründung aus dem KIT, hat eine Software entwickelt, mithilfe derer strömungsdynamische Analysen zeitnah und einfach durchgeführt werden können. Durch die Anwendung von Hochleistungsgrafikkarten können die Berechnungen sehr viel schneller als bisher durchgeführt werden, alle Prozesse sind vollständig automatisiert. Experimentell unzugängliche Parameter können präzise erfasst werden. Dadurch lassen sich weitreichende Erkenntnisse über das Verhalten des Produktes gewinnen, mit denen die Entwicklung des Produkts entscheidend vorangetrieben wird. Dies ermöglicht je nach Anwendungsgebiet z.B. eine größere Reichweite von Elektroautos durch optimierte Aerodynamik, effizientere Batterien durch optimierte Kühlung, höhere Stromausbeute durch bessere Aufstellung von Windrädern oder saubereres Wasser durch optimierte Hocheffizienz-Filter. Die kundenspezifische Softwarelösung von cloudfluid ist ohne besondere Vorkenntnisse zu bedienen. (che)
Weitere Informationen: cloudfluid.de
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Aktuelle Presseinformationen
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Donnerstag, 2. September 2021, 10:00 bis 16:00 Uhr, online
Innocam.FORUM Aachen
„Testfelder der automasierten und vernetzten Mobilität“ ist das Fokusthema des dritten innocam.FORUMs in Aachen. Einen Vortrag zum Projekt „Testfeld Autonomes Fahren Baden-Württemberg“ hält Dr. Michael Frey vom Institut für Fahrzeugsystemtechnik des KIT um 14:30 Uhr.
innocam.nrw/innocam-forum
Donnerstag, 23. September 2021, 10:00 bis 18:00 Uhr, online
Usability in Germany (UIG)
Unter dem Motto „UX im digitalen Mittelstand praktizieren – gewusst wie!“ diskutieren Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Praxis, wie die Perspektiven für Nachfrage und Angebot von Usability und User Experience (UUX)-Dienstleistungen im digitalen Mittelstand aussehen und welche konkreten Ansätze zur Skalierung existieren. Veranstaltet wird die Tagung vom Institut für Wirtschaftsinformatik und Marketing (IISM) des KIT in Kooperation mit Usability in Germany e.V. und dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) geförderten Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Usability.
kompetenzzentrum-usability.digital/uig2021
Donnerstag, 30. September 2021, 10:00 bis 11:30 Uhr, online
Neue Mobilitätskonzepte in Karlsruhe
Webinar aus der Reihe 2021 „Ladeinfrastruktur, Nutzfahrzeuge, neue Mobilitätskonzepte und automatisiertes Fahren“ der Profilregion Mobilitätssysteme Karlsruhe. Jens Schippl vom Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des KIT ist einer der Referenten.
profilregion-ka.de/index.php/de/webinare
Sonntag, 5. Oktober, bis Freitag, 10. Oktober 2021, Karlsruhe
KIT Science Week
Das neue Veranstaltungsformat kombiniert eine hochrangige internationale wissenschaftliche Konferenz mit dialogischen Formaten für die Öffentlichkeit. Wissenschafts- und kulturbegeisterte Bürgerinnen und Bürger erhalten unter dem Titel „Der Mensch im Zentrum Lernender Systeme“ im Herbst 2021 exklusive Einblicke in die unterschiedlichsten Facetten der Forschung.
Erste Einblicke in die Programmvielfalt der KIT Science Week erhalten Sie unter www.scienceweek.kit.edu.
Donnerstag, 14. Oktober 2021, 8:30 bis 17:00 Uhr, Karlsruhe
Tagung: Produkt-Produktions-Codesign – Chancen und Herausforderungen
Um auf Veränderungen am Markt reagieren zu können, sind eine ganz neue Denkweise sowie neue Prozesse und Methoden der Kollaboration im Produktentstehungsprozess notwendig (Produkt-Produktions-Codesign). Bei der Tagung werden die Potenziale und Herausforderungen des Produkt-Produktions-Codesign aus Sicht der Forschung und der Anwendung im Unternehmen diskutiert. Die Veranstaltung findet in einer Kooperation zwischen dem wbk Institut für Produktionstechnik und dem Institut für Produktentwicklung IPEK des KIT statt.
produkt-produktions-codesign.de
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Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen.
Seine etwa 23 300 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.
Kontakt:
Monika Landgraf
Leiterin Gesamtkommunikation
Pressesprecherin
Margarete Lehné
Stellvertretende Pressesprecherin
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-41157
E-Mail: margarete.lehne@kit.edu
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