Aktuelles

Am 23. August besuchte Darmstadts Oberbürgermeister Hanno Benz eines der drei ortsansässigen Fraunhofer-Institute. In Kranichstein am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF gab Institutsleiter Prof. Dr. Tobias Melz Einblicke in aktuelle Forschungsaktivitäten und deren Nutzen für die Wissenschaftsstadt Darmstadt. Von einigen Projekten profitiert die Darmstädter Bevölkerung direkt.

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Die Mobilitätswende bedarf einer intelligenten Vernetzung aller Mobilitätsangebote. Neben einer besseren individuellen Mobilität bei weniger Verkehr ist die Reduktion der Umweltauswirkungen der Fahrzeuge und Mobilitätssysteme entscheidend. Digitalisierung und KI bieten dabei sowohl bei der Entwicklung, der Erprobung, der Validierung und der Vernetzung eine entscheidende Rolle. In KAMO (Kurzform für »Karlsruhe Mobility«) nehmen wir uns den aktuellen und zukünftigen Herausforderungen für Menschen, Unternehmen, Kommunen und der Umwelt durch Wissenstransfer, Praxisbeispielen und smarten Technologien an.

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Mit der neuen EU-weiten Trinkwasserrichtlinie und dem BMUV-Leitfaden zur PFAS-Bewertung kommt Bewegung in die gesamte Wasserwirtschaft. Beim Abwasserkolloquium »PFAS und Spurenstoffe im Brennpunkt« am 25. September 2023 am Fraunhofer IGB in Stuttgart geht es daher um aktuelle Entwicklungen und Regularien rund um die Entfernung und Analyse von PFAS. Gleichzeitig werden die Teilnehmenden über damit verbundene Herausforderungen und Chancen sowie neue Forschungsansätze informiert.

zum Veranstaltungshinweis auf der Seite des Fraunhofer IGB

Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit für den Industriesektor Hand in Hand? Dies kann bald zur Realität werden. Das nun abgeschlossene Forschungsprojekt »Climate Solution for Industries« (CS4I) unter Beteiligung des Fraunhofer IPA setzt mit einer digitalen Lösung bereits bei Investitionsentscheidungen an und begleitet entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

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Organische Photovoltaik könnte der Solarenergie dank ihrer umweltfreundlichen und günstigen Herstellung sowie ihrer Flexibilität und Möglichkeit der Transparenz neue Anwendungsgebiete erschließen. Um der Technologie zum Marktdurchbruch zu verhelfen, arbeiten Forschungsinstitute weltweit an ihrer Effizienz und Skalierbarkeit. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und des Materialforschungszentrums FMF der Universität Freiburg konnten nun ihren im September 2020 verkündeten Rekord für eine 1 Quadratzentimeter große, organische Solarzelle verbessern. Die neue Solarzelle stellt mit einem Wirkungsgrad von 15,8 Prozent erneut den Weltrekord in dieser Kategorie auf.

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In den deutschen Krankenhäusern fallen jährlich mehrere Millionen Tonnen Abfall durch gebrauchte Schutzmasken, Testutensilien, Spritzen, Handschuhe oder Operationskittel an. Der Großteil dieser Einwegartikel wird thermisch verwertet, also verbrannt. Ein Forscherteam am Fraunhofer IWU möchte sich damit nicht abfinden: Es schlägt Lösungen vor, die die Recyclingquote bei Kunststoffprodukten im Gesundheitssektor Schritt für Schritt anheben helfen, ohne pflegendes Klinikpersonal mit zusätzlichen Aufgaben zu belasten.

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Wie sieht eine zukunftssichere, kreislauforientierte und nachhaltige Kunststoffwirtschaft aus? Die Antwort darauf ist eine Balance zwischen Plastikreduktion und einem nachhaltigen Umgang mit recyclingfähigen Kunststoffen. Denn die steigende Nachfrage nach Kunststoffen in hochwertigen Anwendungen wie Lebensmittelverpackungen, Autoteilen oder synthetischen Textilien erfordert einen ganzheitlichen Wandel. Mit vier strategischen Ansätzen geben Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des niederländischen Instituts TNO in ihrem aktuell erschienenen Whitepaper »From #plasticfree to future-proof plastics« nun Einblicke, wie diese Balance in Zukunft aussehen kann. Beide Organisationen starten zudem eine praktische Plattform für Kunststoffe in einer Kreislaufwirtschaft: European Circular Plastics Platform - CPP, die darauf abzielt, bestehende Hindernisse zu beseitigen und vielversprechende Lösungen auszutauschen.

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Leichtbau ist für eine nachhaltige Mobilität unverzichtbar. So lassen sich mit Antriebswellen aus carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) mit duroplastischer Matrix klimaschädliche Emissionen senken. Dennoch ist das Leichtbau- und Ressourceneinsparpotenzial dieser Wellen noch nicht vollständig ausgeschöpft. Forschende am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP entwickeln gemeinsam mit Partnern ein neuartiges, sehr leichtes Antriebs- und Seitenwellensystem für Pkw und Lkw, dessen Matrix aus thermoplastischen Materialien besteht. Diese haben einen zusätzlichen Gewichtsvorteil und sind recyclebar.

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Um nachhaltige Produktion, nachhaltigen Konsum und zirkuläres Wirtschaften in der Praxis umzusetzen, sind sowohl systemische als auch technische Lösungen gefragt. Diese Lösungen sollen nach einer Idee der Fraunhofer-Gesellschaft in sogenannten CIRCONOMY^® Hubs entstehen. Dahinter verbergen sich deutschlandweite Netzwerke, die Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft, Verbänden und Gesellschaft zu einem bestimmten Schwerpunkt zusammenbringen. Zwei dieser Netzwerke haben ihre Arbeit bereits aufgenommen: die Hubs »Stoffkreisläufe im Bausektor« sowie »Circular Carbon Technologies CCT«.

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Mit der Unterzeichnung eines Memorandum of Understanding streben das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV und die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) an, ihre langjährige Partnerschaft auf dem Gebiet der Agrar- und Ernährungswirtschaft weiter zu vertiefen, Synergien noch besser zu nutzen und damit den Standort Freising zu stärken. Schwerpunkte bilden insbesondere die Themen Lebensmittel, Ernährung und Gesundheit, Circular Economy sowie Aus- und Weiterbildungsprogramme und nachhaltige Landwirtschaft. Im Mittelpunkt der sogenannten „African-Bavarian Food Initiative“ steht zudem die Zusammenarbeit mit afrikanischen Institutionen, die in gemeinsamen Projektaktivitäten münden soll.

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Was bedeutet zirkuläres Wirtschaften? Wie können CIRCONOMY^® Hubs dazu beitragen? Wie soll es in Zukunft mit der Initiative weitergehen? Und welchen Mehrwert bringt die Arbeit in CIRCONOMY^® Hubs? In der Rubrik »Vier Fragen an...« interviewen wir regelmäßig Beteiligte der CIRCONOMY^® Initiative. Dieses Mal mit Dr. Andrea Gassmann, Dr. Gert Homm und Dr. Emanuel Ionescu von der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS

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In dem Projekt RUBIO lassen 18 Partner die Vision einer nachhaltigen Kunststoffwirtschaft Realität werden. Ihr Ziel: Aus regional verfügbaren pflanzlichen Reststoffen entstehen vielseitig einsetzbare nachhaltige Produkte, die recyclingfähig und biologisch abbaubar sind. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP entwickelt im Rahmen des Projekts neuartige Typen des Biokunststoffs Polybutylensuccinat (PBS), damit er für deutlich mehr Anwendungen eingesetzt werden kann. Gemeinsam mit der Firma POLIFILM EXTRUSION GmbH hat das Fraunhofer IAP ein erstes marktfähiges Produkt entwickelt.

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Was nicht gut riecht, ist schlecht wiederzuverwerten. Diese einfache Regel gilt auch für die weltweit wachsenden Kunststoffabfälle. Ein Weg zu ihrer umweltverträglichen und klimaschonenden Verwertung als hochwertiges »Post-Consumer«-Rezyklat führt über eine verbesserte Sortierung und Wiederaufbereitung. Bislang schränkt die verringerte Materialqualität die Wiederverwendung der Kunststoffrezyklate erheblich ein, und das liegt vor allem an ihrem Geruch. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebs-festigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben einen neuen umweltfreundli-chen Prozess im Labormaßstab entwickelt, um Duftstoffe aus Kunststoffverpackungen zu entfernen. Das Fraunhofer LBF stellt die Ergebnisse des Forschungs-projektes auf der Plastics Recycling Show Europe PRSE, Amsterdam (10. bis 11. Mai 2023, Halle 11, Stand P3) und auf der Plastics World Expo Europe, Essen (14. bis 15. Juni 2023 am Stand C834) vor.

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Die umfangreichen Pumptests auf dem Gelände MARK 51°7 in Bochum waren erfolgreich. Aus dem alten Grubengebäude kann aus rund 300 bzw 800 Metern Tiefe genug warmes und kaltes Grubenwasser gefördert werden. Das geothermische Potenzial unter dem geplanten Gewerbegebiet ist damit ausreichend, um rund 70 bis 75 Prozent des Wärme- und Kältebedarfs der Unternehmen und Forschungseinrichtungen auf dem Areal mit klimafreundlicher Wärme und Kälte zu decken. Damit steht dem Aufbau einer energiesparenden Wärme- und Kälteversorgung der sogenannten 5. Generation nichts mehr im Wege.

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Die Produktion eines Automobils ist energie- und ressourcenintensiv. Mit einer höheren Laufleistung der Fahrzeuge könnte der kontinuierliche Energiebedarf in der Produktion deutlich gesenkt und der Abbau an Bodenschätzen signifikant reduziert werden. Hier setzt das Forschungsprojekt »KOSEL« an, für das sich das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU mit Partnern aus Industrie und Forschung zusammengeschlossen hat: Fahrzeugkomponenten, die über eine lange Lebensdauer verfügen, können über mehrere Fahrzeuglebenszyklen hinweg verwendet werden und müssen somit nicht neu produziert werden. Dafür hat das Projektteam einen kreislaufgerechten Open-Source-Baukasten entwickelt, der besonders langlebige und wiederverwendbare Module enthält.

mehr zum kreislaufgerechten Open-Source-Baukasten

Für das Erreichen der Klimaschutzziele wird die in Deutschland installierte wechselrichterbasierte Leistung in den nächsten Jahren massiv ansteigen. Einen signifikanten Anteil an der Erzeugung wird dabei aus Photovoltaik-Anlagen stammen, die von heute 60 auf bis zu 650 Gigawatt im Jahr 2045 anwachsen werden. Aus diesem Grund müssen in Zukunft zunehmend auch die PV-Wechselrichter die Netzstabilität sicherstellen. In diesem Zusammenhang entwickelt ein Konsortium aus Forschungs- und Industriepartnern im Projekt »StABIL« einen neuartigen spannungseinprägenden PV-Stromrichter. Ziel ist die Sicherstellung der Netzstabilität bei gleichzeitig hoher Lebensdauer der Geräte.

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Bei starkem Wind liefern Windräder mehr Strom als nötig. Über eine Windheizung 2.0 aus dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP lassen sich solche Überkapazitäten künftig nutzen – und das Netz zudem stabilisieren. Auf der Messe BAU 2023 vom 17. bis 22. April in München stellen die Forschenden des Fraunhofer IBP die Windheizung 2.0 vor (Halle C2, Stand 528).

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Was bedeutet zirkuläres Wirtschaften? Wie können CIRCONOMY® Hubs dazu beitragen? Wie soll es in Zukunft mit der Initiative weitergehen? Und welchen Mehrwert bringt die Arbeit in CIRCONOMY® Hubs? In der Rubrik »Vier Fragen an...« interviewen wir regelmäßig Beteiligte der CIRCONOMY® Initiative. Heute mit Dr. Daniela Pufky-Heinrich vom Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW.

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Wie müssen Stapel aus Brennstoffzellen (Stacks) in Fahrzeugen beschaffen sein, damit die eingesetzten Materialien am Ende des Produktlebens in automatisierten Prozessen demontiert, wiederverwertet oder am besten sogar wiederverwendet werden können? Dieser Frage gehen vier Fraunhofer-Institute im Verbund Stack to Piece (Stack2P) des Nationalen Aktionsplans Brennstoffzellen-Produktion (H2GO) nach. Das Ziel: bereits vor Beginn der industriellen Großserienproduktion von Stacks deren Produktdesign so zu beeinflussen, dass eine zerstörungsfreie Demontage erleichtert wird. Denn intelligentes Produktdesign und effiziente Demontageprozesse sind entscheidende Voraussetzungen, damit es möglichst viele Bauteile aus ausgedienten Stacks in ein zweites Produktleben schaffen. Die weltweit erste Forschungsanlage für die vollautomatisierte Zerlegung von Stacks nimmt im Rahmen von Stack2P nun im Forschungscampus Open Hybrid LabFactory (OHLF) in Wolfsburg ihren Betrieb auf.

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Im Februar nahm das estnische Start-up New Standard Oil erfolgreich den ersten großtechnischen Prototyp zur Trocknung und Torrefizierung von biogenen Reststoffen in Betrieb. Die Anlage arbeitet mit Heißdampf bei Atmosphärendruck und damit äußerst energieeffizient. Bei dem Prozess, der am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart entwickelt wurde, entstehen wertvolle Ausgangsstoffe für Chemie- und Energiewirtschaft: Grundchemikalien, Biokohle und Wasser.

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Recycelte Kunststoffe könnten schon viel stärker genutzt werden. Dafür braucht es jedoch mehr qualitativ hochwertige Rezyklate auf dem Markt. Und die kommen nicht nur aus dem werkstofflichen Recycling. Genau dieses Thema greift das nächste Fraunhofer CCPE compact unter dem Motto »Rezyklate in Primärwarequalität – Stand und Perspektiven des Advanced Recyclings« am 4. Mai 2023 auf.

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Was bedeutet zirkuläres Wirtschaften? Wie können CIRCONOMY^® Hubs dazu beitragen? Wie soll es in Zukunft mit der Initiative weitergehen? Und welchen Mehrwert bringt die Arbeit in CIRCONOMY^® Hubs? In der Rubrik »Vier Fragen an...« interviewen wir regelmäßig Beteiligte der CIRCONOMY^® Initiative. Heute mit Karl-Anders Weiß vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE.

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Im Projekt »Desire4Electronics« arbeitet das Fraunhofer IPA zusammen mit 10 Projektpartnern daran, die Forschung zu automatisierten Demontageprozessen für die Wiederaufarbeitung, das sog. Remanufacturing, von Elektrokleingeräten voranzutreiben. Das Projekt läuft von 2023 bis 2025 und adressiert 7 von 17 Zielen der Vereinten Nationen für eine nachhaltige Entwicklung.

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Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB engagiert sich bei der Umsetzung der Landesstrategie »Nachhaltige Bioökonomie Baden-Württemberg«. Diese skizziert einen Weg zu einer nachhaltigen Zukunft im »Ländle« und sieht Initiativen vor sowohl für den ländlichen Raum als auch für städtisch geprägte Gegenden. Die urbane Bioökonomie war nun zentraler Gegenstand eines Vernetzungstreffens am IGB, das die relevanten Akteure aus Kommunen, Politik, Wissenschaft und Industrie zusammenbrachte. Der gegenseitige Austausch zeigte Bedarfe und Ansätze für Kooperationen auf und verdeutlichte die zentrale Bedeutung der gegenseitigen Vernetzung aller Akteure. Auf dieser Basis sollen weitere Vernetzungsinitiativen folgen.

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Die schädliche Wirkung des Flugverkehrs auf das Klima muss künftig stark reduziert werden – das gilt sowohl für die Emission von Kohlendioxid (CO2) im Abgasstrahl als auch die sogenannten Nicht-CO2-Effekte, wie die Klimawirkung der von Flugzeugen verursachten Kondensstreifen. Ein Konsortium aus Forschungsinstituten und Industriepartnern unter Projektleitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE forscht daher zu einem innovativen Prozess: Ein nachhaltiger synthetischer flüssiger Kraftstoff (Sustainable Aviation Fuel, SAF) soll das fossile Kerosin perspektivisch vollständig ersetzen. Gleichzeitig soll die Prozesseffizienz bei der Herstellung dieses SAFs erhöht werden. Zum Projekt »Sustainable Aviation Fuels based on Advanced Reaction and Process Intensification« (SAFari) haben sich neben dem Fraunhofer ISE Partner entlang der gesamten Wertschöpfungskette zusammengeschlossen.

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Der CIRCONOMY^® Hub »Stoffkreisläufe im Bausektor« lädt zur ersten Netzwerkveranstaltung am 15. März 2023. Impulsvorträge und ein technischer Rundgang geben Einblicke in bestehende Ansätze, Verfahren und Technologien für die Bauwirtschaft – darunter die sortenreine Trennung von Bauabfällen und Verbundmaterialien (elektrodynamische Fragmentierung) sowie Arbeitsinhalte von Verbundpartnern. Gleichzeitig wird es Zeit und Raum zum Austausch geben. Dabei ist das Einbringen von Ideen und Anforderungen an das Hub-Netzwerk explizit erwünscht.

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Was bedeutet zirkuläres Wirtschaften? Wie können CIRCONOMY^® Hubs dazu beitragen? Wie soll es in Zukunft mit der Initiative weitergehen? Und welchen Mehrwert bringt die Arbeit in CIRCONOMY^® Hubs? In der Rubrik »Vier Fragen an...« interviewen wir regelmäßig Beteiligte der CIRCONOMY^® Initiative. Heute mit Katharina Reh. Sie leitet die Abteilung Kreislaufwirtschaft am Institutsteil Sulzbach-Rosenberg des Fraunhofer UMSICHT.

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Bei einem Besuch am Fraunhofer Institut UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg hat Bayerns Wirtschaftsstaatssekretär Roland Weigert einen Förderbescheid über 500.000 Euro überreicht. Das Bayerische Wirtschaftsministerium unterstützt damit die Erarbeitung einer Konzeption für den geplanten Aufbau eines Fraunhofer CIRCONOMY^® Hub für Circular Carbon Technologies (CCT).

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In Anbetracht von Klimakrise und steigenden Gas- und Strompreisen stehen Unternehmen vor der Herausforderung, ihre Energieversorgungssysteme umzubauen. Es ist nicht einfach, dafür geeignete, effiziente Herangehensweisen und Werkzeuge auszuwählen. Um hier Abhilfe zu schaffen, plant das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE das Projekt »Decarb Industry Toolbox«. Ziel ist, die Informations- und Toolbasis für einen einfachen Einstieg in eine systematische Dekarbonisierung zu schaffen. Interessierte Unternehmen können sich jetzt schon einbringen. 

mehr zur Dekarbonisierung von Industrieprozessen

Forschenden des Fraunhofer WKI und des Fraunhofer IAP sind mit Industriepartnern erste Erfolge in der Entwicklung von biobasierten Flammschutzmitteln in Biokunststoffen gelungen. Damit könnten künftig Kunststoffe in der Elektronik und Elektrotechnik eingesetzt werden, die zu 100 Prozent aus biobasierten Materialien bestehen. Die Verarbeitung wurde im Rahmen des Forschungsprojekts mittels Compoundierung, Spritzguss und additiver Fertigung getestet. 

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Das Projekt House of Transfer (HoT) startete gestern in Leuna. In den kommenden vier Jahren soll eine zentrale Anlaufstelle für alle Stakeholder im Mitteldeutschen Revier in den Sektoren Bioökonomie, Chemie, Kunststoff und Wasserstoff aufgebaut werden. Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme IWES, hat das Projektteam bestehend aus den Projektpartnern BioEconomy e. V., Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW, Kooperationsnetzwerk Chemie+, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und POLYKUM e. V., das Ziel, bei einer beschleunigten Umsetzung des Strukturwandels zu unterstützen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) in Höhe von 4,6 Mio. € gefördert.

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Auf klassischen Silicium-Solarzellen eine zweite Solarzelle aus Perowskit aufzubringen, ermöglicht es, das Sonnenspektrum noch besser auszunutzen. Weltweit forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, diese Tandemsolarzellen zuverlässig, langlebig und mit industriellen Herstellungsprozessen zu realisieren. Forschende am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE entwickelten zwischen 2020 und 2022 gemeinsam mit Industriepartnern im Verbundvorhaben »SWiTch« Technologien zur Herstellung von Perowskit-Silicium-Vollformat-Modulen. Auf Zellebene gelang es dem Team des Fraunhofer-Leitprojekts »MaNiTU« und des durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK geförderten Projekts »PrEsto« Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen von Labor- auf Wafergröße zu skalieren. In einer gerade beschlossenen Zusammenarbeit mit Meyer Burger wird das Fraunhofer ISE seine Aktivitäten im Bereich Tandemsolarzellen und -module weiter intensivieren.

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Aufgrund der aktuellen Energiekrise fürchten Museumsbetreiber um die Kunstschätze, die in Depots eingelagert sind – und fordern daher eine Priorisierung bei der Energieversorgung. Wie Depots mit nur geringem Energieeinsatz betrieben oder gar zu Energielieferanten werden können, hat das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP im Rahmen eines mehrjährigen Forschungsvorhabens untersucht. Die Empfehlungen zum Betrieb von Depots und Archiven haben die Forschenden in einem Handbuch zusammengefasst – diese flossen auch in die Planung eines neuen Depotbaus für das Museum Wasserburg ein. Am 14. Dezember stellt das Fraunhofer IBP dort die Ergebnisse vor.

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Unter dem Motto »Get into the loop« trifft sich am 8. und 9. Februar 2023 beim Fraunhofer CCPE Summit erstmalig eine internationale Circular Economy Gemeinschaft unter der Leitung von UMSICHT-Institutsleiter Prof. Manfred Renner in München. Es ist der Startschuss für ein internationales Forum, das den Austausch von Lösungsideen und Innovationen für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft fördert. Details zum Programm und eine Möglichkeit zur Anmeldung finden sich auf der Website von Fraunhofer CCPE. Sechs Fraunhofer-Institute widmen sich seit rund vier Jahre im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE der Frage, wie die Wertschöpfungskette von Kunststoff zirkulär gestaltet werden kann. 

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Nachwachsende Rohstoffe und biobasierte Verfahren können in entscheidendem Maß zum Ersatz fossiler Materialien beitragen. Dies geht aus einer Roadmap hervor, welche die Fraunhofer-Gesellschaft am 2. Dezember der Politik und Öffentlichkeit präsentiert hat. In ihren Handlungsempfehlungen an die Politik skizzieren die Expertinnen und Experten einen Weg, wie die Leistungsfähigkeit der deutschen Industrie auch in Zeiten multipler globaler Krisen und Herausforderungen erhalten und gesteigert werden kann und gleichzeitig ihren Beitrag zum Erreichen der Klimaziele leistet. Das Papier stellt auch dar, welche Rahmenbedingungen gegeben sein müssen, damit der Einsatz von Biomasse nicht im Widerspruch zu den Nachhaltigkeitszielen steht.

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Was bedeutet zirkuläres Wirtschaften? Wie können CIRCONOMY^® Hubs dazu beitragen? Wie soll es in Zukunft mit der Initiative weitergehen? Und welchen Mehrwert bringt die Arbeit in CIRCONOMY^® Hubs? In der Rubrik »Vier Fragen an...« interviewen wir regelmäßig Beteiligte der CIRCONOMY^® Initiative. Heute mit Prof. Dr. Philip Leistner, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP.

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Welche Ergebnisse haben die Carbon2Chem^®-Forschenden im vergangenen Jahr erzielt? Und wie weit sind ihre Entwicklungen von einer industriellen Anwendung entfernt? Antworten auf diese Fragen lieferte die 5. Konferenz zur nachhaltigen chemischen Konversion in der Industrie am 3. November 2022 in Düsseldorf. Eingeladen hatten die Koordinatoren des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes: das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, die thyssenkrupp AG und das Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (MPI CEC).

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Auf dem Stuttgarter Technologie- und Innovationscampus, kurz S-TEC, entsteht ein neues Zentrum. Es soll die Industrie dabei unterstützen, Klimaneutralität zu erreichen und eine Spitzenreiterrolle für Umwelt- und Klimatechnologien einzunehmen.

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Im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme »KI-Anwendungshub Kunststoffverpackungen – nachhaltige Kreislaufwirtschaft durch Künstliche Intelligenz« werden Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) dazu genutzt, die Nachhaltig-keit von Kunststoffverpackungen zu verbessern – entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Design bis zum erneuten Eintreten in den Kreislauf. 

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In der aktuellen Studie »resources SAVED by recycling« analysierte Fraunhofer UMSICHT für den Kreislaufdienstleister Interzero, welche klimabedingten Umweltschäden sich mit Kreislauflösungen vermeiden lassen und wie hoch die daraus resultierenden Einsparpotenziale sind. Das Ergebnis: Im Jahr 2021 konnte Interzero eine Million Treibhausgasemissionen einsparen und 12,5 Millionen Tonnen Primärressourcen schonen und damit Kosten in Höhe von 199 Millionen Euro für klimabedingte Umweltschäden vermeiden. Weitere Details der Studie präsentiert Interzero auf der K 2022.

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Zuhause haben wir uns längst daran gewöhnt, das Licht auszuschalten, wenn es nicht mehr benötigt wird oder bewusster zu heizen. In Fabriken gibt es zahlreiche weitere, bisher weitgehend ungenutzte Möglichkeiten, den Energieverbrauch insgesamt zu senken und Lastspitzen zu glätten. Eine davon: der zielgerichtete Einsatz von Energiespeichern an Maschinen und Anlagen. Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU ist Koordinator im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekt »Energiespeicher in der Produktion« (ESiP), in dem der Prototyp für eine maßgeschneiderte, bedienerfreundliche Software entwickelt wird. Dieses Software-Tool wird alle gängigen Energiespeichertechnologien berück-sichtigen. Das Potential ist enorm: rund ein Drittel des Stromverbrauchs in Deutschland entfällt auf den Industriesektor; ESiP könnte helfen, dank intelligenter Zwischenspeicherung in jeder Fabrik bis zu 15 Prozent Strom einzusparen. 

mehr zum Projekt »Energiespeicher in der Produktion«

Künstliche Intelligenz kann nicht nur Produktionsprozesse effizienter und damit wirtschaftlicher machen, sondern auch die Nachhaltigkeit steigern. Eine Studie des KI-Fortschrittszentrums in Stuttgart zeigt, wie sich beispielsweise die Treibhausgas-Emissionen oder der Verbrauch von Ressourcen und Energie mit KI reduzieren lassen. Das Autorenteam von Fraunhofer IAO und IPA hat auch einen Leitfaden erarbeitet, der Unternehmen bei der praktischen Umsetzung ihrer Nachhaltigkeitsziele mithilfe von KI unterstützt.

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Wie lässt sich klimaneutral, unabhängig von Sonneneinstrahlung bzw. Windaufkommen reiner Wasserstoff herstellen, der dann zum Betrieb von Brennstoffzellen oder für den Einsatz in der Halbleiterindustrie verwendet werden kann? Dieser Frage widmet sich ein aktuelles Forschungsprojekt, an dem neben dem Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST auch das Fraunhofer-Institut für Umwelt- Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT sowie die Veolia Umweltservice Süd GmbH & Co. KG beteiligt sind. Geplant ist, organische Abfälle als Ausgangsstoff für die alternative Wasserstofferzeugung zu verwenden.

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Was bedeutet zirkuläres Wirtschaften? Wie können CIRCONOMY^® Hubs dazu beitragen? Wie soll es in Zukunft mit der Initiative weitergehen? Und welchen Mehrwert bringt die Arbeit in CIRCONOMY^® Hubs? In der Rubrik »Vier Fragen an...« interviewen wir regelmäßig Beteiligte der CIRCONOMY^® Initiative. Heute mit Christian Schütz, Fraunhofer LBF, wissenschaftlicher Referent / Projektkoordinator Kunststoffe.

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Für den ressourceneffizienten Einsatz von Kunststoffen entwickelt Fraunhofer UMSICHT neue Werkstoffe. Im Fokus stehen dabei Biokunststoffe, eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft sowie Strategien zur Reduzierung von Makro- und Mikroplastik in der Umwelt. Fraunhofer UMSICHT präsentiert auf der K 2022 neue biobasierte und zirkuläre Kunststoffe in Halle 6, D76: wertvolle chemische Zwischenprodukte aus Kaffeesatz, Folienwerkstoff auf Basis von TPU, PLA-Compounds für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko und abbaubare Mulchfolien.

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Methanol spielt als Basischemikalie eine wichtige Rolle für die Industrie und wird als einer der zentralen Energieträger der sich entwickelnden Wasserstoffwirtschaft gehandelt. Bei seiner konventionellen Herstellung aus Kohle und Erdgas fallen allerdings große Mengen an Treibhausgasemissionen an. Im Rahmen des Projekts »Carbon2Chem®« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE zusammen mit Partnern aus Industrie, Forschung und Lehre Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Abgasen der Industrie am Beispiel der Stahlindustrie. Erstmals konnte nun in einer Miniplant des Fraunhofer ISE mit einer Produktionsleistung von täglich zehn Litern die Langzeitstabilität der Methanolsynthese aus realem, gereinigtem Hochofengas über insgesamt mehr als 5.000 Stunden demonstriert werden. Zuvor hatte thyssenkrupp bereits 2018 den Machbarkeitsnachweis der Herstellung von Methanol aus Hochofengas im Projekt erbracht.

mehr zur Methanolsynthese

Rezyklate machen Produkte nachhaltig und wettbewerbsfähig. Sicherheit und zuverlässige Funktion müssen dabei gewährleistet sein. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit zeigen auf der »K-Messe« vom 19. bis 26. Oktober in Düsseldorf am Fraunhofer-Stand, Halle 7, SC01, wie die Qualität von Produkten aus Kunststoffrezyklaten im frühen Entwicklungsprozess, vor der Serienfertigung, zuverlässig untersucht werden kann.

mehr zu Kunststoffrezyklaten

Aus Altreifen nachhaltige Ausgangsstoffe für Lithium-Ionen-Batterien gewinnen, wie sie etwa in Elektroautos oder Laptops eingesetzt werden? Daran arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP im Projekt »Kolibri«. Ziel des Kolibri-Konsortiums – bestehend aus Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen – ist es, nachhaltige, sichere und recycelbare Elektrolyte und Elektroden für eine neue Batteriegeneration zu entwickeln.

mehr zu den Batterien

Was bedeutet zirkuläres Wirtschaften? Wie können CIRCONOMY^® Hubs dazu beitragen? Wie soll es in Zukunft mit der Initiative weitergehen? Und welchen Mehrwert bringt die Arbeit in CIRCONOMY^® Hubs? In der Rubrik »Vier Fragen an...« interviewen wir regelmäßig Beteiligte der CIRCONOMY^® Initiative. Heute mit Dr. Anett Hauser, Leiterin der Geschäftsstelle des Fraunhofer Strategischen Forschungsfeldes FSF Ressourceneffizienz und Klimatechnologien.

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Umweltschutz fördern und zugleich die Zukunftsfähigkeit und Resilienz der Lebensmittelversorgung unserer Gesellschaft gewährleisten – dies steht im Fokus des Fraunhofer-Zentrums für Biogene Wertschöpfung und Smart Farming, das die Fraunhofer-Gesellschaft in den Bundesländern Bayern und Mecklenburg-Vorpommern etabliert. Am Donnerstag, den 28. Juli, trafen sich die Verantwortlichen der Teilinitiative Bayern zu einem Kick-off-Meeting mit dem Bayerischen Staatsminister für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie Hubert Aiwanger am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising.

mehr zur nachhaltigen Landwirtschaft

Verpackungsmaterialien werden immer knapper und sind häufig nicht umweltfreundlich. Herkömmliche Transportverpackungen sind zumeist für den Einmaltransport ausgelegt und bestehen oft aus Wellpappe. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben gemeinsam mit der Berges GbR in Darmstadt eine alternative Lösung zur Einmalverpackung entwickelt und patentiert. Durch eine vollständig werkstofflich rezyklierbare Mehrwegtransportlösung für empfindliche Güter wird die Umwelt geschont und Anwender können den CO2-Fußabdruck ihrer Unternehmen verbessern.

mehr zur Mehrtransportbox

Solarthermische Kraftwerke – ob Parabolrinnen oder Turmkraftwerke – werden meist in sonnenreichen Wüstengebieten errichtet. Verschmutzungen durch Sand und Staub führen hier zu hohen Unsicherheiten bei der Ertragsprognose und erhöhten Betriebskosten. Im Projekt »AVUSpro« haben das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, die PSE Instruments GmbH, die TSK Flagsol Engineering GmbH und die Dornier Suntrace GmbH ein vollautomatisches Gerät zur Verschmutzungsmessung entwickelt. Die vier Partner haben das Messgerät erfolgreich in einem solaren Parabolrinnen-Kraftwerk in Kuwait getestet. Mit den gesammelten Daten können Reinigungstechniken und -zyklen optimiert werden, um den Ertrag zu steigern und die Kosten und den Wasserverbrauch zu minimieren.

mehr zum Sensor

Was bedeutet zirkuläres Wirtschaften? Wie können CIRCONOMY® Hubs dazu beitragen? Wie soll es in Zukunft mit der Initiative weitergehen? Und welchen Mehrwert bringt die Arbeit in CIRCONOMY® Hubs? In der Rubrik »Vier Fragen an...« interviewen wir regelmäßig Beteiligte der CIRCONOMY® Initiative. Den Anfang macht Dr. Anna-Katharina Stumpf, Leiterin der Geschäftsstelle Fraunhofer Strategisches Forschungsfeld Bioökonomie.

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Das Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion des Fraunhofer IPA baut zusammen mit seinen Partnern ein virtuelles Produktionssystem für die Batteriezellenfertigung auf. Damit können Optimierungsansätze vor der Umsetzung in den realen Prozessen und Anlagen erprobt werden.

mehr zur Batteriezellenproduktion

Um nachhaltige Produktion, nachhaltigen Konsum und zirkuläres Wirtschaften in der Praxis umzusetzen, braucht es systemische und technische Lösungen. Die Fraunhofer-Gesellschaft schlägt vor, das über ein deutschlandweites Netzwerk sogenannter CIRCONOMY^®-Hubs zu realisieren. Welche Gedanken hinter dieser Idee stehen und wie eine Umsetzung dieser Hubs aussehen kann, erklärt Dr. Hartmut Pflaum im Interview. Er ist Projektleiter der CIRCONOMY^®-Initiative. 

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Weg von fossilen Rohstoffen und deren Knappheit – hin zu bisher ungenutzten Rohstoffen aus Pflanzen und Pilzen. Um diesen Wandel zu nachwachsenden Roststoffen zu unterstützen, hat das Fraunhofer UMSICHT im Projekt »FungiFacturing« Pilzwerkstoffe untersucht, die aus Reststoffen wie Stroh oder Holzspäne bestehen. Zum Abschluss des Vorhabens zeigen die Forschenden, dass sie neben einem Schallabsorber auf Pilzbasis auch weitere biobasierte Lösungen für die Bauindustrie entwickelt haben. 

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Im Fraunhofer-Leitprojekt »FutureProteins« werden unter der Koordination des Fraunhofer IME neue Anbausysteme und Prozesse entwickelt, mit denen nährstoffreiche Proteine aus ausgewählten Pflanzen, Insekten, Pilzen und Algen gewonnen und für neue Nahrungsmittelprodukte genutzt werden können. Im Rahmen des Projekts hat das Fraunhofer IME nun eine Partnerschaft mit der Veganz Group AG zum gemeinsamen Anbau von Erbsen als alternative Proteinquelle im Vertical Farming geschlossen.

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Synthesekautschuk wird seit Beginn des 20. Jahrhunderts produziert und stetig optimiert. Dennoch können sich seine mechanischen Eigenschaften nicht mit denen des Naturkautschuks messen. So zeichnet sich Naturkautschuk beispielsweise durch eine bislang ungeschlagene dehnungsinduzierte Kristallisation aus. Im Forschungsprojekt »BISYKA« gelang es einem Team aus Fraunhofer-Forschenden Ursachen dafür aufzuspüren und erfolgreich auf Synthesekautschuk zu übertragen. 

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InBiRa, eine neue Insekten-Bioraffinerie, setzt organische Reststoffe und Bioabfälle als wertvolle Rohstoffe ein und wandelt sie in technisch nutzbare höherwertige Produkte um. Damit leistet die Bioraffinerie einen positiven Beitrag zur Klimaneutralität. Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg und die Europäische Union fördern eine Pilotanlage, die am Fraunhofer IGB in Stuttgart aufgebaut wird. 

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