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KIT.kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 06/2023)
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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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Batteriefertigung: Fortschrittliche Analytik mit Plasmaspektroskopie
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Mithilfe der Plasmaspektroskopie (LIBS) kann die Zusammensetzung von fast beliebigen Materialproben schnell und präzise bestimmt werden. Im Forschungsprojekt Dual-LIBS-Q-Batt wollen Forschende des KIT dieses Verfahren nun erstmals direkt in den Produktionsprozess großformatiger Batteriezellen sowie auf die Analyse kompletter Hochenergiezellen nach Ende ihrer Lebensdauer übertragen. Ziel ist es, die Massenproduktion hochwertiger Batterien zu verbessern und den Prozess gegen Qualitätsschwankungen abzusichern.
„Eine detaillierte Analyse von Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien kann wichtige Hinweise auf Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Degradationsprozesse der Batterien liefern“, sagt Alexandra Meyer vom Institut für Angewandte Materialien des KIT. „Erhebt man beispielsweise kontinuierlich Daten über die Verteilung von Binder- oder Leitruß entlang der Elektrodenschichtdicke, können diese zur Optimierung von Trocknungsprozessen noch während der Produktion genutzt werden und so den Ausschuss minimieren.“ Lokal erhöhte Lithiumkonzentrationen, die sich bei der Nutzung der Zelle bilden können, sind wiederum Hinweise auf „Hot Spots“, an denen Lithium-Kristallstrukturen bevorzugt wachsen und zu Kurzschlüssen und zum Versagen der Zelle führen können. „Weiß man, wo sie sich befinden, und wie die Bildung dieser Strukturen mit der Materialverteilung in der Elektrode zusammenhängt, kann in der Produktion gezielt gegengesteuert werden“, so Meyer. Dual-LIBS-Q-Batt ist ein assoziiertes Projekt des Kompetenzclusters „Analytik und Qualitätssicherung“ (AQua) als Teil des Dachkonzepts Batterieforschung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Das BMBF fördert das Projekt mit 795 000 Euro. (mhe)
Weitere Informationen: iam.kit.edu/awp/downloads/Dokumente-LT/Dual-LIBS-Q-Batt-V02.pdf
Bildunterschrift: Im Forschungsprojekt Dual-LIBS-Q-Batt werden Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien mithilfe der Plasmaspektroskopie analysiert. (Foto Markus Breig, KIT)
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Klimaforschung: Mit KI-Methoden Veränderungen der Stratosphäre besser vorhersagen
Die Ozonschicht, die sich in der Stratosphäre befindet, schützt das Leben auf der Erde vor schädlicher ultravioletter Sonnenstrahlung. Ein Anstieg des Wasserdampfs in der Stratosphäre könnte den Klimawandel verstärken und die Regeneration der Ozonschicht verlangsamen. Vorhersagen darüber, wie sich die Wasserdampfkonzentration entwickeln wird, sind allerdings von Unsicherheiten geprägt. Ein internationales Team angeführt vom KIT hat nun ein statistisches Lernverfahren entwickelt, das Informationen aus Satellitenbeobachtungen mit modernsten Klimamodelldaten kombiniert. Es berechnet die Veränderungen des Wasserdampfs in der Stratosphäre bei globaler Erwärmung und soll die Unsicherheiten verringern. Die Ergebnisse wurden in Nature Geoscience veröffentlicht.
„Klimamodellberechnungen über den Anstieg der Wasserdampfkonzentration durch die globale Erwärmung sind mit großen Unsicherheiten behaftet, da die stattfindenden Prozesse sehr komplex sind und die Zeitspanne, in der hochwertige Satellitenbeobachtungsdaten vorliegen, relativ kurz ist“, sagt Juniorprofessor Peer Nowack vom Institut für Theoretische Informatik des KIT. Mithilfe des datengesteuerten Ansatzes kombiniert mit Maschinellem Lernen sind die Forschenden nun in der Lage, die Beobachtungen sehr effektiv zu nutzen, um diese Unsicherheiten zu verringern. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die stratosphärische Wasserdampfkonzentration mit der globalen Erwärmung ansteigen wird. Allerdings sind große Veränderungen, welche die Erholung des Ozons erheblich verzögern könnten, höchst unwahrscheinlich“, so Nowack. Um sich auf die Klimakrise und ihre Folgen vorzubereiten, bedarf es konkreter Informationen über das Ausmaß des globalen Wandels in den kommenden Jahrzehnten. Die Studie der Forschenden helfe dabei, sinnvolle politische Entscheidungen treffen zu können. (swi)
Weitere Informationen:
doi.org/10.1038/s41561-023-01183-6
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Fitnessbarometer 2023: Körperliche Leistungsfähigkeit von Kindern nimmt ab
Hat die Corona-Zeit die körperliche Leistungsfähigkeit von Kindern beeinträchtigt? Die von der Kinderturnstiftung Baden-Württemberg vorgestellten Ergebnisse des „Fitnessbarometers 2023“ deuten in diese Richtung. So sank der Fitness-Gesamtwert im Vergleich zum Zeitraum 2012 bis 2019 um 2,4 Prozent. Grundlage dieses Befunds sind Motorik-Tests mit Kindern im Alter von drei bis zehn Jahren, die seit 2012 in baden-württembergischen Kitas, Schulen und Vereinen durchgeführt werden. Die dabei erhobenen Daten haben Forschende am Institut für Sport und Sportwissenschaft (IfSS) des KIT ausgewertet.
Demnach sind die Kinder bei Sprints deutlich langsamer und insgesamt weniger ausdauernd geworden. Auch koordinative Fähigkeiten sowie die Beweglichkeit haben gelitten, nur die Kraft-Werte blieben gleich. „Die Daten sind eine Momentaufnahme“, erläutert Projektleiter Professor Klaus Bös vom IfSS. „Erst im kommenden Jahr werden wir feststellen können, ob es sich um eine vorübergehende Corona-Delle oder um einen längerfristigen Corona-Knick handelt.“ Ein weiterer Fokus der Erhebung waren Unterschiede zwischen Stadt und Land. Dabei erwiesen sich diejenigen Kinder, die in kleineren Städten und Vororten getestet wurden, als die fittesten, gefolgt von Kindern in ländlichen Gebieten. Kinder in größeren Städten erreichten den niedrigsten Fitness-Gesamtwert. „Wichtig erscheint uns, Hotspots mit einem geringen Fitness-Niveau zu identifizieren und koordinierte und qualifizierte Bewegungsförderung zu initiieren“, sagt Co-Projektleiterin Dr. Claudia Niessner vom IfSS. (jha)
Weitere Informationen:
ifss.kit.edu/Forschung_Uebersicht_Forschungsprojekte_Fitnessbarometer.php
kinderturnstiftung-bw.de/aktuelles/fitnessbarometer-2023
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Neuroelektronik: Spracherkennung wie im menschlichen Ohr
Technologien zur Spracherkennung können, eine geräuscharme Umgebung vorausgesetzt, Sprachbefehle mit konventionellen Mikrofonen gut verstehen. Das menschliche Ohr hingegen kann laute und leise Töne in ganz unterschiedlichen Geräuschkulissen erkennen und unterscheiden. Diese Eigenschaften haben sich nun Forschende des KIT, der TU Ilmenau, des University College Cork sowie des Fraunhofer-Instituts für Digitale Medientechnologie zunutze gemacht und einen elektrischen Miniatursensor entwickelt, der dem menschlichen Innenohr nachempfunden ist.
Dabei wird das Schallsignal im Gegensatz zu handelsüblichen Mikrofonen bereits vor der elektrischen Signalumwandlung von einem akustischen Sensor verarbeitet. Der Sensor besteht aus Silizium-Biegebalken unterschiedlicher Länge, die selektiv auf die einzelnen Frequenzen des Schallsignals reagieren und diese in elektrische Signale umwandeln. „Der bio-inspirierte Sensor ist den Haarzellen im Ohr nachempfunden“, erläutert der Co-Autor der Publikation, Professor Thomas Meurer, Leiter des Instituts für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik des KIT. Eine Regelung ermögliche die separate Steuerung der Eigenschaften eines jeden Biegebalkens, wie zum Beispiel die akustische Signalverstärkung. „Dabei nutzen wir die Möglichkeit, das nichtlineare Antwortverhalten der Biegebalken auf die relevanten Signale abzustimmen und zum Beispiel an unterschiedlich laute Umgebungen anzupassen, indem wir unterschiedliche Schwellenwerte je Balken induzieren“, so Meurer. Angesiedelt ist das Forschungsprojekt im Sonderforschungsbereich „SFB 1461 – Neuroelektronik: Biologisch inspirierte Informationsverarbeitung“, das die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert. (sfo)
Weitere Informationen: nature.com/articles/s41928-023-00957-5
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Verantwortung: Neues Themenhighlight und aktuelle Ausgabe von lookKIT
Bereits seit über einem Jahr unterstützen Forschende am KIT die ukrainischen Behörden beim Thema nukleare Sicherheit. Das Team um Dr. Sadeeb Simon Ottenburger liefert Entscheidungsunterstützung für den Fall, dass es in einem der vier Kernkraftwerke im vom Krieg erschütterten Land zu einem Schaden kommt. Mehr dazu erfahren Sie im neuen Themenhighlight auf www.kit.edu. Weitere Themen, in denen Wissenschaft und Verantwortung eng zusammengehören, stellt die aktuelle Ausgabe des Forschungsmagazins lookKIT vor. Unter anderem spricht Gentechnikforscher Professor Holger Puchta in einem Interview über ethische Fragen zu seiner Arbeit mit der molekularen Genschere CRISPR/Cas. Außerdem geht es um das Reallabor Barrierefreiheit, das mithilfe digitaler Technologien zu einer inklusiveren Gesellschaft beitragen will. (tsc/cme)
Zum Themenhighlight: kit.edu/kit/rechnen-fur-den-ernstfall-atomkraft-ukraine.php
Zur aktuellen Ausgabe von lookKIT: sts.kit.edu/archiv-lookkit_7284.php
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Innovation und Wachstum: Warum manche Volkswirtschaften ökonomisch erfolgreicher sind als andere, selbst wenn sie mit gleichen Ressourcen und Arbeitskräften identische Voraussetzungen haben, untersucht Professorin Ingrid Ott vom Institut für Volkswirtschaftslehre des KIT. „Mir und meinem Team geht es darum, theoretisch fundierte Empfehlungen für gute Wirtschaftspolitik zu erarbeiten“, erklärt sie. Ihr besonderes Interesse gilt Innovationsprozessen und produktiven Staatsausgaben, beispielsweise für Infrastruktur oder Hochschulen sowie der Entstehung und Verbreitung von Wissen und der Rolle von Humankapital als Wachstumstreiber. „Gerade in einer globalisierten Welt und in Zeiten sich überlagernder großer Herausforderungen ist es wichtiger denn je, das Zusammenspiel verschiedener Einflussfaktoren sowie die zugrundeliegenden Wirkungsketten zu verstehen. Auch ist es unabdingbar, Rückkopplungseffekte auf gesamtwirtschaftliche und globale Phänomene des Handelns einzelner Individuen nachzuvollziehen“, so die Volkswirtin. (ase)
Weitere Informationen: sts.kit.edu/expertinnen-und-experten-des-kit_ott.php
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Objekterkennung mit KI: Das Ausgründung aus dem KIT Kimoknow baut eine Plattform auf, die mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) Objekte einfach und schnell erkennt und als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine dient. Mit der Kimoknow Vision Plattform, die verschiedene Integrationstools und Applikationen beinhaltet, können innerhalb weniger Minuten neue Objekte vollautomatisiert antrainiert und anschließend mit beliebiger Kamerahardware erkannt werden. Ein automatisiertes KI-Training mit künstlich erzeugten Daten soll noch in diesem Jahr die Erkennung von mehreren Tausenden Objekten ohne manuellen Aufwand ermöglichen. Ab nächstem Jahr möchte das Team zusätzlich ein Bibliothekssystem auf ihrer Plattform integrieren. (sas)
Weitere Informationen: kimoknow.de
Kimoknow im Gespräch mit der KIT-Gründerschmiede: kit-gruenderschmiede.de/grundung-des-monats-kimoknow
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Aktuelle Presseinformationen
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Montag, 3. Juli 2023, Karlsruhe
KIT im Rathaus: Das KIT-Zentrum KCETA stellt sich vor
Forschende des KIT-Zentrums Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik (KCETA) geben bei der Veranstaltung Einblick in ihre Arbeit zu Themen wie dem Ursprung der Masse, der Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie, der Zusammensetzung von Dunkler Materie oder dem Ursprung kosmischer Strahlung. Grußworte kommen von Dr. Albert Käuflein, Bürgermeister der Stadt Karlsruhe, sowie von Professor Alexander Wanner, Vizepräsident Lehre und akademische Angelegenheiten des KIT. Ort: Rathaus am Marktplatz, Bürgersaal, Karl-Friedrich-Straße 10, 76133 Karlsruhe.
kit.edu/kit/veranstaltungskalender.php/event/49114
Lothar-Späth-Award 2023
Die Lothar-Späth-Award-Stiftung schreibt 2023 den mit insgesamt 100 000 Euro dotierten „Lothar-Späth-Award“ aus. Der Award kürt kooperative Innovationspartnerschaften zwischen wissenschaftlichen Einrichtungen und Wirtschaftsunternehmen in Baden-Württemberg und Thüringen. Prämiert werden herausragende Innovationen bei Produkten, Verfahren und Dienstleistungen. Professor Holger Hanselka, Präsident des KIT, ist Mitglied der Jury des Lothar-Späth-Awards, der alle zwei Jahre verliehen wird. Bewerbungsschluss ist der 3. September 2023.
lothar-spaeth-award.de
Save the Date: Dienstag, 10. Oktober, bis Sonntag, 15. Oktober 2023, Karlsruhe
KIT Science Week
Die abwechslungsreiche Veranstaltungswoche kombiniert eine hochrangige internationale wissenschaftliche Konferenz mit dialogischen Formaten für die Öffentlichkeit. Wissenschafts- und kulturbegeisterte Bürgerinnen und Bürger erhalten unter dem Titel „Zukunft gemeinsam nachhaltig gestalten“ im Herbst 2023 exklusive Einblicke in die unterschiedlichsten Facetten der Forschung rund um Nachhaltigkeit und Klimaschutz.
scienceweek.kit.edu
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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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