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KIT.kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 07/2022)
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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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Geothermie: Wärme im Untergrund kann recycelt werden
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Mit dem Klimawandel steigen nicht nur die Temperaturen an der Erdoberfläche – auch der Untergrund ist davon betroffen. Vor allem in Städten können sich oberflächennahe Schichten um mehrere Grade Celsius erhöhen. Diese Wärmeverschmutzung ließe sich weltweit für eine klimafreundliche und grundlastfähige Wärmeversorgung recyceln, berichten Forschende des KIT mit ihren Partnern aus Kanada und Deutschland in Nature Communications.
„Wir haben für unsere Betrachtung tausende Standorte auf mehreren Kontinenten berücksichtigt“, sagt Dr. Kathrin Menberg vom Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT. „In den meisten Fällen wäre eine thermische Nutzung denkbar.“ Beim Wärmerecycling wird Grundwasser durch einen Wärmetauscher gepumpt und dann abgekühlt wieder in das Reservoir zurückgeführt. Im Sommer funktioniert das auch umgekehrt: Kühles Wasser kann dabei helfen, überhitzte Städte abzukühlen. Wo Grundwasser nicht zugänglich ist, kann auch ein Wärmemedium in einem geschlossenen Kreislauf im Boden zirkulieren. „Heute werden etwa 70 Prozent des privaten Energieverbrauchs in Deutschland zum Heizen verwendet – dabei kommt zum größten Teil fossiles Gas oder Erdöl zum Einsatz“, so Menberg. „Ungefähr ein Viertel der Heizenergie ließe sich heute schon mit dieser Form der oberflächennahen Geothermie decken.“ Wenn man die überschüssige Wärme nicht abführe, könnte sie zudem in den kommenden Jahrzehnten weltweit die Grundwasserqualität beeinträchtigen. (mhe)
Weitere Informationen:
nature.com/articles/s41467-022-31624-6
Bildunterschrift: Wärme aus dem städtischen Untergrund kann nachhaltig zum Decken des Heizbedarfs recycelt werden. (Foto: Kathrin Menberg, KIT)
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Batteriefertigung: Virtuelles Produktionssystem mit echtzeitfähigen Maschinenmodellen
In Batteriezellen stecken jede Menge hauchdünne und empfindliche Elektroden – das macht die Fertigung aufwendig und führt zu erheblichen Kosten durch Produktionsausschuss. Das Projekt ViPro, Teil des durch das KIT koordinierten Forschungsclusters InZePro (steht für: Intelligente Batteriezellproduktion), will das ändern: Dank einer neuartigen, prozessübergreifenden Produktionssteuerung sollen Herstellungsfehler nun zukünftig schon vor und während der Produktion erkannt und Gegenmaßnahmen vollautomatisch eingeleitet werden.
Grundlage für die intelligente Steuerung sind zahlreiche Sensoren an den Maschinen sowie eine digitale Plattform als virtuelles Produktionssystem, in die detaillierte Simulationsmodelle („digitale Zwillinge“) jedes einzelnen Schritts des Produktionsprozesses integriert werden. Das KIT kümmert sich dabei um die Simulation der Zellassemblierung, also der Verarbeitung der Elektroden zu Batteriezellstapeln. „Das virtuelle Produktionssystem wird die Steuerung sowie eine integrierte Optimierung der gesamten Fertigung mittels Maschinellen Lernens ermöglichen“, erklärt Professor Jürgen Fleischer, Leiter des wbk Instituts für Produktionstechnik des KIT. „Bei Abweichungen können die Auswirkungen virtuell beurteilt werden, sodass schneller und effizienter reagiert werden kann.“ Neben dem KIT und dem koordinierenden Fraunhofer IPA sind an ViPro auch das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung sowie die TU Braunschweig beteiligt. (mhe)
Weitere Informationen:
ipa.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/intelligente-fertigung-von-batteriezellen.html
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Nachhaltigkeit: Mit Sensoren und KI Grünland bewirtschaften
Grünlandflächen sind ökologisch wertvoll. Sie fördern den Erhalt der Artenvielfalt, speichern Kohlenstoff und sind bedeutend für die Viehwirtschaft. Dennoch sind Informationen zu Erträgen und Futterqualität für deren nachhaltige Bewirtschaftung kaum verfügbar. Um die oberirdische Biomasse und den Stickstoffgehalt der Vegetation zu schätzen, haben Forschende des KIT nun das Potenzial kostengünstiger Drohnensensoren untersucht. Ihre Studie zeigt, dass mit diesen Sensoren in Kombination mit Maschinellem Lernen hochaufgelöste Karten der Grünlandeigenschaften erzeugt werden können. Über die Ergebnisse berichten die Forschenden in der Zeitschrift Biogeosciences.
„Mithilfe der Sensoren können wir beispielsweise Ertragsunterschiede innerhalb eines Feldes erkennen. Zusammen mit einem im SUSALPS-Projekt entwickelten Systems zur Unterstützung von Entscheidungen können wir bei der nachhaltigen Nutzung von Grünland helfen“, sagt Dr. Bumsuk Seo vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), dem Campus Alpin des KIT in Garmisch-Partenkirchen. Die Forschenden haben Sensoren, Algorithmen und verschiedene Eingangsparameter wie spektrale und strukturelle Informationen, beispielsweise die Bestandshöhe, kombiniert. „So können wir die Biomasseschätzung erheblich verbessern“, ergänzt Anne Schucknecht vom IMK-IFU. „Unsere Ergebnisse helfen Landwirtinnen und Landwirten dabei, ihr Grünland flächenspezifisch, bedarfsgerecht, effizient und nachhaltig zu bewirtschaften.“ (swi)
Weitere Informationen:
bg.copernicus.org/articles/19/2699/2022
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Klimawandel: Auswirkungen auf Wälder besser vorhersagen
Der Klimawandel bedroht weltweit Wälder, die als große Kohlenstoffspeicher wichtig für die Regulierung des Klimasystems sind. Insbesondere vermehrt auftretende Hitze und Dürreperioden sind dabei ein wesentlicher Faktor. Der neue Sonderforschungsbereich (SFB) „ECOSENSE“, an dem auch das KIT beteiligt ist, will die Effekte des Klimawandels auf komplexe Waldökosysteme vorhersagen und Veränderungen möglichst genau und schnell erkennen.
„Dazu brauchen wir verbesserte Messverfahren sowie eine schnellere Verbindung von Messdaten und Modellierung“, sagt Dr. Ralf Kiese vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung des KIT. Deshalb entwickeln die Forschenden im SFB ein kostengünstiges, autonomes und intelligentes Sensornetzwerk. Die dort gesammelten und in Echtzeit in eine Datenbank übertragenen Daten stehen dann unmittelbar für die Verwendung in Simulationsmodellen zur Verfügung. Ein wichtiger Baustein des Netzwerks sind miniaturisierte Magnetresonanztomographen (MRT), die am KIT entwickelt und zukünftig in Waldbäumen installiert werden sollen. „Mit unserem MRT werden wir in der Lage sein, den Flüssigkeitsfluss in den Ästen des Baumes zu messen, um seine Reaktion auf Umweltstress aufzuzeigen“, so Professor Jan Gerrit Korvink vom Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT. „Außerdem entwickeln und verwenden wir ein neues Ökosystemmodell. Zusammen mit den Messdaten ermöglicht es kurz- und mittelfristige Prognosen zur räumlich-zeitlichen Dynamik von Ökosystemzuständen und -flüssen“, ergänzt Kiese. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert den SFB, den Professorin Christiane Werner und Professorin Ulrike Wallrabe von der Universität Freiburg koordinieren, mit rund 10,5 Millionen Euro über vier Jahre. (swi)
Weitere Informationen:
kommunikation.uni-freiburg.de/pm/2022/ECOSENSEZusammenfassungkurzundListederInstitute.pdf
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Wissenschaftsjahr „Nachgefragt!“: Neues Themenhighlight und aktuelle Ausgabe von lookKIT
Welchen Herausforderungen muss sich die Wissenschaftskommunikation heute stellen? Wie ermöglicht Digital Citizen Science Bürgerinnen und Bürgern von zu Hause aus die Teilhabe an Forschungsprozessen? Wie können Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft zusammengebracht werden? Ein wichtiger Baustein sind hier die Reallabore des KIT zu Fragen rund um Mobilität, Nachhaltigkeit und weiteren gesellschaftlichen Herausforderungen. Sie versuchen, die Lücke zwischen Wissen und Handeln zu schließen. Wie das funktionieren kann, erzählen Forschende des KIT im neuen Themenhighlight auf www.kit.edu. Einen Einblick in einige der vielfältigen Aktivitäten des KIT zum Wissenschaftsjahr „Nachgefragt!“ bietet außerdem die aktuelle Ausgabe des Forschungsmagazins lookKIT. (tsc)
Zum Themenhighlight:
kit.edu/kit/reallabore-vom-wissen-zum-handeln.php
Zur aktuellen Ausgabe von lookKIT:
sek.kit.edu/3216_6618.php
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Higgs-Bosonen: Experimentell nachgewiesen ist das Higgs-Teilchen seit zehn Jahren, doch seine genaue Vermessung wird die Wissenschaft noch lange beschäftigen – auch den Teilchenphysiker und Humboldt-Professor Markus Klute vom Institut für Experimentelle Teilchenphysik des KIT. Zur Entdeckung des Teilchens hat er mit seiner Gruppe in den USA wesentlich beigetragen. Nun geht es ihm darum, das Higgs-Boson noch besser zu verstehen: Welche Eigenschaften hat es? Welche Prozesse unterstützt es? Wie koppelt es sich an andere Teilchen? Gibt es Teilchen, die ihm gleichen? Doch es geht ihm noch um mehr: „Am Ende möchte ich herausfinden, wo die Grenzen unseres Verständnisses liegen“, sagt er. (mle)
Weitere Informationen: sek.kit.edu/expertinnen-und-experten-des-kit_klute.php
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Softwarelösung für die Intralogistik: Das 2021 gegründete Start-up enabl Technologies UG entwickelt Softwarelösungen mit Fokus auf der (Teil-)Automatisierung von Fahrzeugen: So macht es ein Remote-Steuerungssystem aus Kameras und Telemodul möglich, etwa Gabelstapler miteinander zu vernetzen und fernzusteuern. Damit lassen sich und die Fahrzeuge auch standortübergreifend zu Flotten zusammenschließen. Das Industrial Remote Driving ermöglicht außerdem neuartige Geschäftsmodelle in der Intralogistik: Mit der Staplerlogistik als Service bietet enabl dem Kunden durch Beratung und Analyse ganzheitliche Lösungen. (sas)
Weitere Informationen: enabl-tech.de
enabl Technologies im Gespräch mit der KIT-Gründerschmiede: kit-gruenderschmiede.de/gruendung-des-monats-enabl
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Aktuelle Presseinformationen
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Bis Mittwoch, 12. August 2022, Karlsruhe
Code of the Universe: Ausstellung des CERN zur Teilchenforschung
Die Wanderausstellung „Code of Universe“ des europäischen Forschungszentrums CERN zeigt Fotos zu Forschungsergebnissen der modernen Physik. Als Teil des Wissenschaftsfestivals EFFEKTE ist sie vier Wochen lang in Karlsruhe zu sehen. Das KIT-Zentrum Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik begleitet die Ausstellung mit verschiedenen Aktionen. Ort: Kronenplatz, 76133 Karlsruhe
kceta.kit.edu/1125.php
Dienstag, 20., bis Donnerstag, 23. September 2022, Berlin
SBE22 – The Sustainable Built Environment Conference
Um die Zukunft des Bauwesens und der Stadtentwicklung geht es bei der englischsprachigen, die bis zu 300 internationalen Forschenden und Interessierten eine Plattform zur Vernetzung und zum Austausch bietet. Der Fokus liegt unter anderem auf den Themen Ressourcenmanagement und Materialflüsse, klimaneutrale Gebäude, post-fossile Infrastrukturen und kritische Digitalisierung. Mitorganisator ist Professor Thomas Lützkendorf vom Fachgebiet Immobilienwirtschaft am KIT, der Experte für nachhaltiges Bauen ist. Ort: TU Berlin, Straße des 17. Juni 152, 10623 Berlin
sbe22.berlin
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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 9 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen.
Seine etwa 22 300 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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