06.23

Schön! Du bist wieder dabei, das freut uns. Willkommen zum monatlichen Innovations-Update!

Das alles findest du in dieser Ausgabe: 

• FEED: Kompakte News aus der Forschung mit Designrelevanz, von Hand recherchiert und aufbereitet

• SPOTS: Wir waren auf der Messe Eurobike und haben uns umgeschaut nach Innovationen. So viel haben wir leider nicht entdeckt, aber immerhin. Siehe unten.

• STATS: Ölunfälle auf See nehmen ab, zumindest die großen Katastrophen. Sagt die Statistik. Leider gibt es eine große Datenlücke.

• CHARGE: Wir blicken nach Rotterdam, Nürnberg, Oberhausen. Dort gibt es interessante Ausstellungen. Und wir haben Konferenzen für dich gefunden. Und ein Buch, klein aber fein.

KI form me?

Und jetzt gleich ein interaktives Ding. Wir machen eine Umfrage. In Kooperation mit dem VDID wollen wir doch mal sehen, wie weit die KI schon in der Designpraxis angekommen ist. Mach also mit.

Du hilfst uns (und dem VDID) das Thema aus der richtigen Richtung anzugehen. Denn das steht bei uns für eine der nächsten Ausgaben an.

Die Umfrage dauert nur ein paar Minuten, die Ergebnisse gibt es im nächsten Monat. Danke Schon jetzt!

Hier geht es zu den Fragen (Öffnet in neuem Fenster)

Wir freuen uns auf dein Feedback (Öffnet in neuem Fenster), empfehle uns ruhig weiter und einen guten Start in den Juli!

Viele Grüße

Armin Scharf & Martin Krautter

PS 1: Der nächste Reader erscheint Ende Juli

PS 2: Du siehst nur die FEED-News? Dann hast du die kostenlosen Variante unseres Readers abonniert, SPOTS, STATS und CHARGE sind exklusive Inhalte für Member. Werde Member und die Paywall löst sich auf – es lohnt sich. Erstens kostet es dich nicht viel und zweitens unterstützt du uns dabei – prompd ist werbefrei und unabhängig.

Übrigens kannst du nun auch Probe-Member werden. Mehr dazu hinter dem Button.

#photovoltaik #klima #co2capturing

Solarenergie wandelt CO2

Abb: Reisner Lab

Noch ist es ein Labor-Prototyp. Aber wenn sich das Prinzip skalieren lässt und an Effizienz gewinnt, könnte Erwin Reisner und seine Kollegen von der University of Cambridge eine grandiose Erfindung gemacht haben. Es geht um ein System, das Kohlenstoffdioxid umwandelt – und das nur mit Hilfe solarer Energie.

Das Gerät besteht aus zwei interagierenden Kammern. In der einen wird die Luft durch eine alkalische Lösung gefiltert, die CO2 auffängt und photoelektrochemisch in Synthesegas umwandelt, also in die Basis für Ammoniak oder Methanol. In der anderen Kammer wird parallel eine aus PET-Plastikabfällen gewonnene Lösung in Glykolsäure umgewandelt, die häufig in Kosmetika Verwendung findet.

Um aus dem eigentlich sehr stabilen CO2 ein Synthesegas zu machen, braucht es Elektronen, die normalerweise beim Aufbrechen von Wassermolekülen entstehen – ein sehr energieintensiver Prozess. Hier aber funktionieren die beiden Kammern wie eine Batterie, wobei die CO2-Seite die Kathode und die Kunststoffseite die Anode darstellt; die Kunststoffreste dienen als Elektronendonatoren., das Sonnenlicht als Energiequelle. Der Prozess aus Brennstoffherstellung, -verwendung und Neusynthese stellt einen zirkulären Kreislauf dar.

University of Cambridge | Department of Chemistry | http://www-reisner.ch.cam.ac.uk (Öffnet in neuem Fenster)
Erwin Reisner | reisner@ch.cam.ac.uk (Öffnet in neuem Fenster)

#sprache #interface #interaction

Sprachsteuerung in der Fertigung

Foto: Fraunhofer IDMT / Anika Bödecker

Die Sprachsteuerung von Maschinen in der Produktion galt bisher als fehleranfällig und wurde deshalb kaum genutzt. Dies könnte sich nun ändern. Forschende des Fraunhofer-Instituts IDMT haben eine robuste Spracherkennungslösung speziell für den Einsatz in der Industrie entwickelt. Das System arbeitet auch in lauten Umgebungen zuverlässig und lässt sich flexibel an die jeweiligen Erfordernisse anpassen. Die Mitarbeitenden nutzen zur Spracheingabe ein kabelloses Headset, ein stationäres Mikrofon oder zukünftig ein smartes Hearable, das ebenfalls am IDMT entwickelt wird. Laute Umgebungsgeräusche lassen sich durch eine Kombination aus Richtmikrofonen und Noise Cancelling fast vollständig ausblenden.

Mitarbeitende in der Fabrikhalle haben so beide Hände frei und agieren mit den intuitiven Sprachbefehlen deutlich effizienter als am Schaltpult oder Touchscreen. Zudem können sie Maschinen auch aus der Entfernung ansprechen.

Fraunhofer Institut IDMT | www.idmt.fraunhofer.de (Öffnet in neuem Fenster)
Christian Colmer | +49 441 212 436 | christian.colmer@idmt.fraunhofer.de (Öffnet in neuem Fenster)

#hydrogel #wasser

Superabsorber gewinnt Wasser

Foto: Gustav Graeber, Carlos D. Diaz-Marin

Forscher des MIT haben ein superabsorbierendes Material entwickelt, das selbst unter wüstenartigen Bedingungen eine Rekordmenge an Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen kann. Das transparente, gummiartige Material besteht aus Hydrogel, einem natürlichen Absorber, der auch in Einwegwindeln verwendet wird. Durch Zugabe von Lithiumchlorid wurde die Absorptionsfähigkeit des Hydrogels weiter verbessert. Es kann selbst bei sehr trockenen Bedingungen mit 30 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit Feuchtigkeit aus der Luft ziehen und ohne Leckage speichern. Das gesammelte Wasser könnte dann erhitzt, kondensiert und als ultrareines Wasser gesammelt werden. Die Forscher sehen Anwendungsmöglichkeiten in der passiven Wasserernte in Wüsten- und Dürreregionen, wo das Material kontinuierlich Wasserdampf aufnehmen könnte. Es ließe sich aber auch als energieeffizientes, entfeuchtendes Element in Klimaanlagen nutzen. Die Forscher betonen das enorme Potenzial des kostengünstigen und leistungsfähigen Materials.

MIT Device Research Lab | https://drl.mit.edu (Öffnet in neuem Fenster)
Prof. Evelyn Wang | +1 617 324 3311 | enwang@mit.edu (Öffnet in neuem Fenster)
Dr. Gustav Graeber | gustav.graeber@hu-berlin.de (Öffnet in neuem Fenster)

#robotik #taktil #handling

Fühlender Greifer

Foto: PowerON

Das Startup PowerON, eine Ausgründung der TU Dresden, arbeitet an neuen, flexibleren und anpassungsfähigeren Roboter-Generationen. Dazu gehört das Konzept einer fühlenden ‚Fingerspitze‘ für Industrieroboter. Mit dieser Innovation sollen Roboter auch empfindliche Gegenstände wie Eier, Reagenzgläser und Obst handhaben können. Dieser Greifer besteht aus flexiblen Materialien, hat keine herkömmlichen Gelenke und ist mit einer taktilen Haut ausgestattet, die den Griff eines Objekts erfühlt. Die Forschungen von PowerON basieren auf den Ergebnissen gemeinsamer Forschungsarbeiten der TU Dresden und der University of Auckland, die die Grundlagen multifunktionaler Dielektrischer Elastomere in der Soft-Robotik untersucht haben.

PowerON | poweron.one (Öffnet in neuem Fenster)
Dr. Ing. Markus Henke | +49 351 463 39962 | markus.henke@tu-dresden.de (Öffnet in neuem Fenster)

#wasserstoff #solar #fotosynthese

Wasserstoff per Fotosynthese

Foto: Amadeus Bramsiepe / KIT

Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und kanadischer Partner haben wichtige Fortschritte bei der künstlichen Fotosynthese erzielt und möchten mit kostengünstigen Fotoreaktormodulen die effiziente Produktion von Wasserstoff, Kraftstoffen und Trinkwasser auf Dachflächen oder in Solarparks ermöglichen. Die Forscher haben ein optimiertes Fotoreaktorkonzept entwickelt, das aus mikrostrukturierten Polymerpaneelen besteht und eine hohe Reflektivität aufweist. Dieses Konzept ermöglicht optimale Betriebsbedingungen für den Fotokatalysator und eine effiziente Lichtlenkung über den gesamten Tagesverlauf. Die Forscher haben das System im Labormaßstab demonstriert und schätzen die Kosten auf etwa 22 US-Dollar pro Quadratmeter Fotoreaktormodul. In weiteren Arbeiten werden geeignete Fotokatalysatoren entwickelt und in die Fotoreaktoren integriert. Es werden auch Untersuchungen zur Massenproduktion der Module durchgeführt. Das Forschungsteam betrachtet den großflächigen Einsatz solcher Fotoreaktormodule zur Herstellung von Wasserstoff und Kraftstoffen als eine der großen technologischen Chancen im Kampf gegen die Klimakrise.

KIT-Zentrum Energie | www.energie.kit.edu (Öffnet in neuem Fenster)
Paul Kant | +49 721 608-22732 | paul.kant@kit.edu (Öffnet in neuem Fenster)

#energiespeicher

Schwungrad speichert Energie

Foto: Energie Steiermark 

Ein Projektkonsortium, bestehend aus Universitäten, Energieversorgern, Unternehmen und Start-ups, hat den Prototypen eines Schwungradspeichers namens ‚FlyGrid‘ entwickelt. In eine vollautomatisierte Schnellladestation integriert, ermöglicht er die bessere Nutzung erneuerbarer Energiequellen. Der Schwungradspeicher kann Überschüsse aus erneuerbaren Quellen speichern und bei Bedarf abgeben, um die Netzstabilität zu erhöhen und eine angemessene Ladeinfrastruktur zu bieten. Nach einem erfolgreichen mehrmonatigen Testbetrieb an der Montanuniversität Leoben wurde der Schwungradspeicher bei der Energie Steiermark unter realen Bedingungen in Betrieb genommen, um ihn weiter zu verbessern. Der Prototyp hat einen Energieinhalt von fünf Kilowattstunden und eine Ladeleistung von 100 kW. Das modulare Design ermöglicht größere Speichermengen. Die Technologie des Schwungradspeichers nutzt einen Rotor, der durch einen Elektromotor auf hohe Drehzahl beschleunigt wird, um Energie als Rotationsenergie zu speichern. ‚FlyGrid‘ eignet sich als langlebiger Kurzzeitspeicher für den häufige Lade-/Entladezyklen. In ein Sicherheitsgehäuse verpackt, lassen sich das Schwungrad in lokale volatile Energiequellen integrieren und als mobile Schnellladebox nutzen.

TU Graz | Institut für Elektrische Messetchnik und Sensorik | www.tugraz.at (Öffnet in neuem Fenster)
Dr. Armin Buchroithner | +43 316 873 30514 | armin.buchroithner@tugraz.at (Öffnet in neuem Fenster)

#wärmespeicher #phasenwechsel

Hölzerne Wärmebatterie

Foto: David Callahan / KTH

Phasenwechselmaterialien eignen sich, um Wärmeenergie zu speichern und bei Unterschreiten einer Mindesttemperatur wieder abzugeben. Die Abteilung Biokomposite der Königlich Technischen Hochschule (KTH) in Stockholm arbeitet an einem biobasierten Materialsystem. Dieses Material kombiniert ligninfreies Holz, Limonenacrylat auf Zitronenbasis sowie molekulare Bestandteile von Kokosnüssen. Das Limonenacrylat verwandelt sich beim Erhitzen in ein biobasiertes Polymer, stellt die Festigkeit des Holzes wieder her, lässt dabei aber Licht durch. Die Kokosnussmoleküle im Material widerum übernehmen die Speicherung und Freisetzung von Energie, in dem sie vom festen in den flüssigen Zustand übergehen. Dieser Phasenwechsel läuft bei einem Schwellenwert von 24° C ab. Ein Modul mit 100 Kilogramm Masse sei laut der Forschenden in der Lage, rund 2,5 kWh pro Tag zu speichern. Der Einsatz ist sowohl im Außen- wie Innenbereich möglich. 

Royal Institute of Technology, Department of Composites | www.kth.se/fpt (Öffnet in neuem Fenster)
Peter Olsén | + 46 8 790 8680 | polsen@kth.se (Öffnet in neuem Fenster)

#memory #aktoren #robotik

Künstliche Muskeln: klein und leicht

Foto: Oliver Dietze / Universität Saarland

 Forscher der Universität des Saarlandes und des Saarbrücker Zentrums für Mechatronik und Automatisierungstechnik entwickeln eine neuartige Technologie, um kleinere und leichtere technische Bauteile herzustellen. Sie nutzen intelligente Materialien, um den Bauteilen künstliche Muskeln zu verleihen. Diese Muskeln können Rotationsbewegungen und Schalterfunktionen auf kleinem Raum ermöglichen und dabei große Drehmomente erzeugen. Die Muskelstränge bestehen aus Nickel-Titan-Drähten, die sich je nach Stromfluss anspannen oder entspannen können. Durch die Bündelung mehrerer Drähte erreichen sie schnelle Kontraktionen. Die Drähte fungieren auch als Sensoren und ermöglichen präzise Messungen und Bewegungsabläufe. Die künstlichen Muskeln werden modular in technische Bauteile integriert und passen sich verschiedensten Anforderungen an. Die Technologie ist skalierbar und bietet Vorteile wie geringes Gewicht, niedriger Energieverbrauch, geräuschlose Funktion und den Verzicht auf zusätzliche Ausrüstung wie Schläuche oder Pumpen.

Universität des Saarlandes | Lehrstuhl für Intelligente Materialsysteme | www.imsl.uni-saarland.de (Öffnet in neuem Fenster)
Prof. Dr. Stefan Seelecke | +49 681 302 71341 | stefan.seelecke@imsl.uni-saarland.de (Öffnet in neuem Fenster)

#sensorik #medical #wearable

Textilsensor misst Erschöpfung

Foto: Valeria Galli / ETH Zürich

Ein Textilsensor, der in Echtzeit die Erschöpfung während körperlicher Belastung messen kann? Daran arbeitet man an der ETH Zürich. Der Sensor in Garnform wird direkt in elastische Sport- oder Arbeitskleidung integriert und erfasst präzise Körperbewegungen, ohne dass der Benutzer es bemerkt. Das Garn besteht aus einer leitfähigen Elastomerfaser, um die sich spiralförmig ein steifer Draht wickelt. Diese beiden Fasern wirken als Elektroden und produzieren ein elektrisches Feld, dessen Ladung in einen Kondensator fließt. Bei jeder Bewegung ändert sich der Abstand zwischen den Fasern, damit auch das elektrische Feld und die Ladung des Kondensators. Dies ermöglicht die Messung von Müdigkeit und Veränderungen im Bewegungsverhalten. Die Forscher haben ein Modell entwickelt, um die Erschöpfung vorherzusagen und arbeiten daran, das Produkt marktreif zu machen. Der Sensor ist auch mit einer textilen Antenne verbunden, die kabellose Datenübertragung ermöglicht. Anwendungen für diese intelligente Kleidung sehen die Forscher im Sport, am Arbeitsplatz zur Verletzungsprävention und in der Rehabilitationsmedizin.

ETH Zürich | Departement Gesundheitswissenschaften und Technologie | https://bmht.ethz.ch (Öffnet in neuem Fenster)
Prof. Dr. Carlo Menon | +41 44 510 7227 | carlos.menon@hest.ethz.ch (Öffnet in neuem Fenster)

#elektronics #sustainabilty #recycling

Trennbare Elektronik

Foto: INM

Das Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) forscht im Rahmen des Projektes ‚ReIn-E‘ an recyclinggerechten Designs und nachhaltigen Materialien, um Elektronik und Kunststoff separiert wiederverwerten zu können. Eine neu entwickelte Trennschicht verbindet Polymer und Metall während der Nutzung und stabilisiert die Leiterbahnen auf dem Kunststoff. Nach dem Produktlebenszyklus kann die Schicht gelöst werden, um die Komponenten voneinander zu trennen und separat zu recyceln. Das Projekt umfasst auch die Entwicklung spezieller Pasten und Tinten für den Druck von Elektronik sowie Verfahren zur Rückgewinnung von Metallen und Polymeren. Ziel ist es, recyclinggerechte Designs und Materialien für polymerintegrierte Elektronik zu schaffen und somit eine nachhaltige Wiederverwertung zu ermöglichen.

INM | Programmbereich Strukturbildung | www.leibnis-inm.de (Öffnet in neuem Fenster)
Prof. Dr. Tobias Klaus | +49 681 9300 389 | tobias.kraus@leibniz-inm.de (Öffnet in neuem Fenster)