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KIT.kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 12/2023)
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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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Energiespeicher: Mit neuer Simulationsmethode zur Lithium-Metall-Batterie
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Ein vielversprechender Kandidat für zukünftige Energiespeicher ist die Lithium-Metall-Batterie. Im Vergleich zur herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie hat sie eine mehrfach höhere Energiedichte und eine höhere spezifische Kapazität. Eine Einschränkung in der Anwendung war bislang die Reaktionsfreudigkeit der Lithium-Metall-Elektrode mit dem flüssigen Elektrolyten. Dabei bildet sich an der Grenzfläche von Elektrode und Elektrolyt eine feste Passivierungsschicht, die bislang schwer zu kontrollieren und zu stabilisieren war. Forschende des KIT berichten in Nature Communications über eine neue Simulationsmethode, mit der die Ausbildung dieser Passivierungsschicht (engl. Solid Electrolyte Interphase, kurz SEI) detailliert nachverfolgt und optimiert werden kann.
„Mit dem neuen Simulationstool lässt sich in molekularer Auflösung zeigen, wie sich die SEI am Lithium-Metall innerhalb der ersten Mikrosekunden nach dem Kontakt mit dem Flüssigelektrolyt ausbildet“, erläutert Janika Wagner-Henke vom Institut für Angewandte Materialien – Elektrochemische Technologien des KIT. „Es zeigt auch, wie sich die Elektrolytzusammensetzung auf die SEI-Bildung und die sie steuernden Prozesse auswirkt.“ Bislang war dies nur wenige Nanosekunden lang möglich. Nun können molekulare Prozesse verstanden werden, die weder mit herkömmlichen molekulardynamischen Simulationsmethoden noch mit Experimenten zugänglich waren. Das Verständnis der komplexen Grenzflächenprozesse ermöglicht das wissensbasierte Design der SEI. Eine stabile SEI an Lithium-Metall-Elektroden ist eine wichtige Grundvoraussetzung, um diese im großen Stil nutzbar zu machen. Das vorgestellte Simulationstool schafft eine wichtige Grundlage dafür und ist ein weiterer Schritt hin zu leistungsfähigen und langlebigen Lithium-Metall-Batterien. (sfo)
Weitere Informationen:
nature.com/articles/s41467-023-42212-7
Bildunterschrift: Mit dem neuen Simulationstool lässt sich aufzeigen, wie sich die Passivierungsschicht an Lithium-Metall-Elektroden in einem Flüssig-Elektrolyten zeitlich entwickelt. (Foto: Janika Wagner-Henke, KIT)
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Klimaschutzziele: Deutsches Treibhausgas-Monitoring auf internationaler Bühne
Um zu überprüfen, ob nationale Klimaschutzziele erreicht werden, ist es wichtig, den Ausstoß von Treibhausgasen zu überwachen. Über die Rolle dieser sogenannten Emissionsverifikation wurde unter dem Motto „Vertrauen durch Transparenz“ im deutschen Pavillon auf der UN-Klimakonferenz in Dubai (COP28) Anfang Dezember diskutiert. Mit dem Aufbau des Integrierten Treibhausgas-Monitoringsystems (ITMS), an dem sich das KIT beteiligt, strebt Deutschland eine unabhängige Überwachung der nationalen Treibhausgasemissionen an. Koordiniert werden die Arbeiten vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie und vom Deutschen Wetterdienst.
„Die jeweils zuständigen staatlichen Stellen, in Deutschland das Umweltbundesamt und das Thünen-Institut, berechnen die nationalen Treibhausgasemissionen. Sie können derzeit aber keine flächendeckende Verifizierung durchführen“, sagt Dr. Ralf Kiese vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung, dem Campus Alpin des KIT in Garmisch-Partenkirchen. „Durch unser transdisziplinäres Projekt wird es nun möglich, die tatsächlichen Treibhausgasemissionen mit einer höheren zeitlichen und räumlichen Auflösung zu quantifizieren. Dazu nutzen wir aktuelle Modellierungen der Treibhausgasquellen und -senken, der gemessenen Konzentrationen in der Atmosphäre sowie des meteorologischen Transports.“ Am Ende soll dann ein operationelles System stehen, das die drei Treibhausgase Kohlendioxid, Methan und Lachgas hochaufgelöst nachweisen kann. Die deutsche Initiative zur Verifizierung von Treibhausgasemissionen kann auch auf andere Länder angewendet werden und soll diese anregen, ähnliche Systeme zu etablieren. (mhe)
Weitere Informationen:
dwd.de/DE/presse/pressemitteilungen/DE/2023/20231201_cop_news.html?nn=16210
itms-germany.de/
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Architektur trifft Pädagogik: Schule neu gedacht
Bestehende wie neu zu bauende Schulen stehen vor der Herausforderung, gesellschaftlichen Megatrends wie demografischem Wandel, Digitalisierung, Inklusion oder Migration gerecht zu werden. Baulich und nutzungsbezogen stoßen herkömmliche Schulkonzepte hier oft an ihre Grenzen. Das 2019 am KIT aufgelegte Forschungsprojekt „Schule als hybrides System“ hat einen ganz neuen Ansatz zur Reife geführt. Die üblichen, sozusagen linearen Aufgaben einer Schule gehen dabei auf in einem funktional gemischten und veränderbaren Raum, der weitere Nutzende – etwa Cafés, Sporteinrichtungen und Werkstätten – buchstäblich unter ein Dach bringt. Nun liegt der Abschlussbericht des Projekts vor.
„Mit ihren multifunktionalen und kreativen Räumen spricht die ‚hybride‘ Schule Menschen in der globalen Lebenswirklichkeit an“, sagt Projektleiterin Dr. Mandana Sedighi vom Institut Entwerfen und Bautechnik des KIT. „Mit einem erweiterten Raumangebot und einem optimierten Raumkonzept eröffnen wir variable Möglichkeiten für die Umsetzung digitaler Lernformate und innovativer Lernkonzepte mit Tech-Laboren, Maker-Spaces sowie informellen Lernumgebungen. Das ermöglicht Teilhabe und lebenslanges Lernen in einem dynamischen Prozess.“ Die Ergebnisse des vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung geförderten Projekts stehen nun vor der Erprobung. „In einer Zeit, in der New Work, Co-Working, Mobilitätskonzepte, aber auch die Wiederbelebung leerstehender Büroflächen in den Fokus rücken“, betont Architektin Sedighi, „wäre es wichtig, mit einem Pilotprojekt in die Praxis zu kommen. Ein partizipativer und modularer Realisierungsprozess ist Teil des Projekts.“ Sowohl Schulneubauten als auch modernisierungsbedürftige Bestandsschulen kommen hierfür infrage. (jha)
Weitere Informationen:
bbsr.bund.de/BBSR/DE/veroeffentlichungen/bbsr-online/2023/bbsr-online-39-2023.html
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Unser Universum: Aktuelle Ausgabe von lookKIT und neues Themenhighlight
Das Universum fasziniert Menschen: Wie hat es sich entwickelt, woraus besteht es und welche Kräfte wirken darin? Forschende des KIT gehen den elementaren Fragen zur Natur des Universums auf den Grund. In der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins lookKIT erzählt Humboldt-Professor Markus Klute, Leiter des Instituts für Experimentelle Teilchenphysik des KIT und Mitentdecker des Higgs-Bosons, warum Grundlagenforschung einem Marathonlauf gleicht. Außerdem zeigt das Magazin, wie Forschende des KIT im ewigen Eis der Antarktis nach Neutrinos suchen und welche Technologien dazu beitragen könnten, das „Kraftwerk“ Sonne auf der Erde nachzubilden: Die Kernfusion soll eines Tages zur Energieversorgung beitragen. (cme)
Zur aktuellen Ausgabe von lookKIT: kit.edu/lookkit
Den größten Rätseln des Universums widmet sich auch das aktuelle Themenhighlight auf der Homepage des KIT: Dazu gehören die Eigenschaften der Dunklen Materie und der Dunklen Energie. Beide wurden eingeführt, weil eine Vielzahl astronomischer Beobachtungen sonst nicht zu erklären ist. Über ihre Natur gibt es bis heute jedoch keine gesicherten Erkenntnisse. Forschende am KIT wollen Licht ins Dunkel bringen. (tsc)
Zum Themenhighlight: kit.edu/kit/dunkle-materie-der-unsichtbare-teil-des-universums
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Produktionsprozesse im laufenden Betrieb verbessern: Märkte werden immer volatiler, Produkte immer individueller. Zugleich haben die Prinzipien von Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit einen enorm hohen Stellenwert. Unternehmen stehen somit vor der Herausforderung, neue Prozesse und Technologien einzusetzen – auch wenn diese im Vorfeld nicht vollständig erprobt werden können. „Produktionstechnologien müssen den sich ändernden Bedingungen des Marktes und den stetig steigenden technologischen Anforderungen gerecht werden. Wir wollen für neue Prozesse und Anforderungen innovative Lösungen identifizieren und entwickeln“, sagt Professor Jürgen Fleischer vom wbk Institut für Produktionstechnik des KIT. Der Wissenschaftler und sein Team stellen in ihrer Forschung intelligente Maschinen und Komponenten, agile Produktionsanlagen und die Automatisierung noch unreifer Produktionsprozesse in den Fokus. „Unser Ziel ist es, zentralen produktionstechnischen Herausforderungen von Unternehmen – wie kürzere Produktlebenszyklen, individualisierte Produkte und der zunehmende Einsatz neuer Technologien in Produkt und Produktion – praxisnah zu begegnen“, so Fleischer. (ljo)
Weitere Informationen:
sts.kit.edu/expertinnen-und-experten-des-kit_fleischer.php
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Effiziente Kommunikation und Dokumentation in der Baubranche: Die Digitalisierung in der Baubranche signifikant vorantreiben und den Informationsfluss vereinfachen, das ist das Ziel von Valoon, einer Ausgründung aus dem KIT. Die Akzeptanz für digitale Tools auf Baustellen ist heute noch immer gering: Trotz eines breiten Angebots an Baumanagement-Software zeigen sich viele Baubeteiligte zurückhaltend gegenüber der Nutzung solcher Tools. Stattdessen nutzen sie häufig herkömmliche Messenger-Dienste für interne Kommunikation und Dokumentation. Diese erfüllen in der Regel jedoch nicht die Anforderungen von Bauprojekten hinsichtlich Struktur, Übersichtlichkeit und Prozessstabilität. Inspiriert von der erfolgreichen Nutzung von Messengern zur Automatisierung der Kundenkommunikation in anderen Sektoren wie dem Einzelhandel, entstand die Idee für Valoon. Valoon ist eine Bausoftware, welche die Akzeptanz, einfache Handhabung und nahtlose Datenerfassung von Messenger-Diensten mit der Struktur und Transparenz einer Baumanagement-Software verbindet. (sas)
Weitere Informationen:
valoon.chat/
Valoon im Gespräch mit der KIT-Gründerschmiede:
kit-gruenderschmiede.de/gruendung-des-monats-valoon/
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Aktuelle Presseinformationen
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Save the Date: Montag, 29. Januar 2024, Karlsruhe
KIT im Rathaus: Das KIT-Zentrum Health Technologies stellt sich vor
Digitaler Wandel von Medizintechnologien, personalisierte Medizin und Patientenversorgung – das steht im Fokus der Arbeit von über 150 Forschenden am KIT-Zentrum Health Technologies (KITHealthTech). Bei KIT im Rathaus präsentieren Forschende von KITHealthTech ihre aktuelle Arbeit unter dem Titel „Gesundheit der Zukunft – Gesellschaft und Medizintechnik im Wandel“. Ort: Rathaus am Marktplatz, Bürgersaal, Karl-Friedrich-Straße 10, 76133 Karlsruhe.
kit.edu/kit/veranstaltungskalender.php/event/50830
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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
Chief Communication Officer
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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