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Neuer Akku aus Schweden hält unendlich |
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Freitag, den 28. Dezember 2018 um 11:10 Uhr |
Neuer Akku aus Schweden hält unendlich
Forscher der Stockholm University entwickeln idealen Speicher für die elektrifizierte Gesellschaft
Noréus (links) und sein Kollege Shen mit dem neuen Akku (Foto: Niklas Björling)
Stockholm (pte/24.12.2018/06:05) Nickel-Metallhydrid-Akkus haben
eine relativ hohe Speicherkapazität, lassen sich aber nicht allzu häufig
aufladen. Diesen Mangel haben Forscher der Stockholm University http://su.se
nun behoben. Deren Akku kommt an die extrem lange Lebensdauer von
Nickel-Wasserstoff-Akkus heran. Letztere werden bei vielen
Raumfahrtmissionen genutzt, weil sie nahezu unverwüstlich sind. Sie
haben jedoch einen entscheidenden Nachteil: Weil der Wasserstoff in
Druckflaschen gelagert wird, ist die Batterie äußerst sperrig und
ungeeignet für den Alltagsgebrauch.
Richtige Sauerstoff-Dosis
In Nickel-Metallhydrid-Akkus wird der Wasserstoff nicht in Tanks,
sondern in Metallen gelagert. Das funktioniert prima, macht die
Batterien auch sicher. Doch das Metall korrodiert mit der Zeit, weil es
den wasserbasierten Elektrolyten aufsaugt, der die beiden Elektroden
voneinander trennt. Die Batterie trocknet aus und verliert ihre
Fähigkeit, Strom zu speichern.
Dag Noréus und Mitarbeiter Yang Shen haben mit einer
Nickel-Metallhydrid-Batterie des schwedischen Herstellers Nilar AB
experimentiert, die für alle Zellen ein gemeinsames
Wasserstoff-Reservoir hat. Die Forscher füllten eine bestimmte Menge an
Sauerstoff ein. Dieser sorgt dafür, dass das Gleichgewicht in der
Batterie wiederhergestellt wird, indem er den Verlust an Elektrolyt
wettmacht. Wenn die richtige Menge an Sauerstoff eingesetzt wird, reicht
die Lebensdauer an diejenige von Nickel-Wasserstoff-Akkus heran.
Breiteste Anwendbarkeit
Mit dem neuen Wissen halten die Akkus länger als alle Batterien, die
derzeit eingesetzt werden, einschließlich Lithium-Ionen-Akkus, die vor
allem in Autos, Flugzeugen und Anlagen genutzt werden. "Die umfassende
Elektrifizierung der Welt, einschließlich des Verkehrs, verändert die
Anforderungen an die Stromverteilnetze", sagt Noréus. Die
Nickel-Metallhydrid-Batterie sei dafür optimal geeignet.
Heute müssen die Akkus von Elektrofahrzeugen schon nach wenigen
Jahren ausgetauscht und recycelt werden. Mit den neuen Batterien ist das
nicht nötig. Sie haben allerdings eine geringere Kapazität. Besonders
gut geeignet sind langlebige Nickel-Metallhydrid-Batterien, wenn sie
stationär eingesetzt werden, etwa in Häusern mit Fotovoltaikanlagen, um
überschüssigen Strom zu speichern. Auch hier ist die relativ kurze
Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien ein Hindernis. Wann der neue
Akku auf den Markt kommt, ist noch offen.
(Ende)
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Jobklau am Bau: Roboter stellt Wände auf |
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Geschrieben von: Administrator
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Freitag, den 26. Oktober 2018 um 10:15 Uhr |
Jobklau am Bau: Roboter stellt Wände auf
Japanische Universalarbeitskraft "HRP-5P" geht jedoch noch eher langsam zu Werke
Trockenbauer "HRP-5P": Gipskarton wird jetzt Roboter-Sache (Foto: aist.go.jp)
Tokio (pte/02.10.2018/10:30) Forscher am National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) http://www.aist.go.jp
haben mit "HRP-5P" einen humanoiden Roboter entwickelt, der autonom
Bauarbeiten verrichtet. So kann er eine Trockenbauwand selbständig
installieren. Dem AIST zufolge soll der Roboter die in einem
überalternden Japan zunehmend mangelnden menschlichen Arbeitskräfte
ersetzen. Derzeit geht er aber noch eher behäbig zu Werk.
Versierter Robo-Bauarbeiter
Mit 182 Zentimetern Größe und 101 Kilogramm Gewicht ist der HRP-5P
ein durchaus stattlicher Baurbeiter. Der Roboter nutzt unter anderem
Umgebungs- und Objekterkennung und eine vorsichtige Bewegungsplanung, um
Aufgaben autonom zu verrichten. So ist er in der Lage,
Gipskartonplatten für eine Trockenbauwand aufzustellen und dann zu
verschrauben. Wie ein Demo-Video zeigt, arbeitet der aktuelle Prototyp
dabei sehr methodisch und doch eher langsam, erinnert also eher an einen
Job-Neuling.
Tatsächlich ist das Ziel laut AIST, mit dem HRP-5P menschliche
Arbeitskräfte zu ersetzen - allerdings deswegen, weil diese fehlen. Denn
die japanische Bevölkerung überaltert deutlich und das Land scheut
Zuwanderung. Zudem betont die Forschungseinrichtung, dass Roboter
insbesondere in gefährlichen Umgebungen zum Einsatz kommen können, um
das Risiko für Menschen zu minimieren. Der HRP-5P soll als
Entwicklungsplattform dienen, um in Zusammenarbeit mit Industriepartnern
humanoide Roboter für praktische Anwendungen zu entwickeln. Potenzial
ortet das AIST dabei auch im Flugzeug- und Schiffbau.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=ARpd5J5gDMk
(Ende)
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Neue Biosolarzelle produziert Wasserstoff |
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Geschrieben von: Administrator
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Donnerstag, den 27. September 2018 um 09:28 Uhr |
Neue Biosolarzelle produziert Wasserstoff
Bochumer Wissenschaftler nutzen molekulare Bausteine von Pflanzen und Mikroorganismen
Projektbeteiligte Marc Nowaczyk (rechts) und Kollege Adrian Ruff (Foto: rub.de)
Bochum (pte/26.09.2018/12:30) Ein internationales Forscher-Team
unter Beteiligung von Wissenschaftlern der Ruhr-Universität Bochum http://rub.de
hat molekulare Bausteine von Pflanzen und Mikroorganismen in einer
Biosolarzelle kombiniert. Auf diese Weise lässt sich Lichtenergie ohne
Umwege zur Produktion von Wasserstoff nutzen. Details wurden im Journal
"Nature Energy" publiziert.
Nachhaltige Herstellung
In der Natur kommt diese Kombination so nicht vor: Pflanzen können
zwar Lichtenergie nutzen, um Kohlendioxid in Biomasse zu verwandeln,
aber keinen Wasserstoff produzieren. Manche Bakterien hingegen stellen
Wasserstoff her, aber nicht direkt mithilfe von Lichtenergie. "Von der
Kombination der beiden Prozesse erhoffen wir uns langfristig eine
nachhaltige Herstellung des potenziellen Energieträgers Wasserstoff",
sagt Privatdozent Marc Nowaczyk vom Lehrstuhl Biochemie der Pflanzen der
Ruhr-Universität Bochum.
Die Forscher haben die hocheffizienten Komponenten zur
Lichtumwandlung, die sogenannten Photosysteme, aus Cyanobakterien
isoliert, die wie Pflanzen Licht als Energiequelle nutzen können. Die
Komponente zur Wasserstoffproduktion - ein Enzym namens Hydrogenase -
gewannen sie aus Bakterien, die unter sauerstoffarmen Bedingungen leben.
Diese Bausteine kombinierten sie mit Redoxpolymeren, die die Energie
von den lichtaktiven Elementen zu einer Elektrode weiterleiteten, welche
die Wasserstoffproduktion antrieb.
Vielfältiger Einsatz denkbar
Der modulare Aufbau des Systems ermöglicht einen einfachen Austausch
der biologischen und chemischen Bauteile, sodass einzelne Komponenten
weiter optimiert oder durch neue Funktionen ersetzt werden können.
"Unser molekularer Legokasten bietet vielfältige Möglichkeiten für
zukünftige Anwendungen. Denkbar wäre es zum Beispiel, flüssige
Energieträger auf der Basis von Kohlenstoff aus dem klimaschädlichen
Kohlendioxid herzustellen", verdeutlicht Nowaczyk.
(Ende)
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Abfall-Erdgas wird zum Chemierohstoff |
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Geschrieben von: Administrator
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Mittwoch, den 26. September 2018 um 06:35 Uhr |
Abfall-Erdgas wird zum Chemierohstoff
150 Mrd. Kubikmeter ließen sich laut Forschern der Texas Tech University effektiv nutzen
Abfackeln von Erdgas auf einem Ölfeld (Foto: Uschi Dreiucker, pixelio.de)
Lubbock (pte/26.09.2018/06:15) In einer einzigen chemischen
Reaktion lässt sich Methan in Benzol und Wasserstoff umwandeln -
zumindest, wenn es nach dem Willen von Sheima Khatib,
Assistenzprofessorin und Chemieingenieurin an der Texas Tech University http://ttu.edu geht. Damit würde das klassische Abfackeln klimaschädlicher Gase bei der Förderung von Erdöl der Vergangenheit angehören.
Umwandlung dank Zeolith
Benzol ist flüssig und damit leicht transportabel. Es wird in der
Chemieindustrie als Ausgangsmaterial für unzählige Synthesen benötigt.
Jährlich werden etwa 40 Mio. Tonnen davon hergestellt, meist aus Erdöl.
Kathib gelingt das Kunststück mit einem Katalysator auf der Basis von
Zeolith. Dies ist ein außerordentlich poröses keramisches Material, das
mit Molybdänoxid beschichtet ist.
"Wir brauchen es, um das Methan zu aktivieren", so Kathib. Das
Metalloxid aktiviert das Methan. Der Zeolith ist der eigentliche
Katalysator. Er besteht aus Silizium-, Aluminium- und Sauerstoffatomen,
die sich zu einem Kristall formiert haben. Dabei entstehen Poren und
winzige Gänge, die unterschiedliche Größen und Ausrichtungen haben. Das
Molybdänoxid dringt in die Poren ein, die einen ähnlichen Durchmesser
haben wie ein Benzolmolekül.
Wasserstoff als Nebenprodukt
Als Nebenprodukt entstehen große Mengen an Wasserstoff, der sich für
die Erzeugung von Strom in Brennstoffzellen nutzen lässt. Große Mengen
benötigt man auch für die chemische Industrie. Bleibt allerdings das
Problem des Transports. Das leichte Gas müsste unter hohem Druck in
Stahlflaschen gefüllt oder vor Ort verbraucht werden. Ob sich das
Verfahren durchsetzt, ist noch offen, ebenso wie eine ähnliche
Entwicklung am Massachusetts Institute of Technology http://mit.edu
. Ziel der dortigen Forscher ist die Umwandlung von Methan in Methanol,
das als Treibstoff im Verkehr genutzt werden kann (pressetext
berichtete: http://pte.com/news/20171018004 ).
Methan, das bei der Ölförderung als Nebenprodukt anfällt, wird
abgefackelt, weil die Nutzung unwirtschaftlich wäre. Es müsste
verdichtet in Drucktanks gepumpt werden. Oder es müssten eigens
Pipelines gebaut werden. Man könnte das vermeintlich überflüssige
Erdgas, das in einer Menge von 150 Mrd. Kubikmetern pro Jahr anfällt,
auch direkt in die Umwelt entlassen. Da es den Klimawandel jedoch 25 Mal
stärker beeinflusst als die gleiche Menge an Kohlendioxid, wird es
abgefackelt. Dabei entstehen 400 Mio. Tonnen Kohlendioxid.
(Ende)
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Neuer Super-Kunststoff macht einen auf Öko |
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Geschrieben von: Administrator
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Mittwoch, den 19. September 2018 um 09:09 Uhr |
Neuer Super-Kunststoff macht einen auf Öko
Material "HPT" für Flugzeuge, Autos und Medizintechnik ist stabil und sehr hitzebeständig
Im Labor: "HPT" soll umweltverträglich sein (Foto: Dieter Schütz, pixelio.de)
Aachen/Leipzig/Leverkusen/Berlin (pte/18.09.2018/10:30) Forscher
der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) http://rwth-aachen.de
haben einen neuen umweltverträglichen Hochleistungskunststoff namens
"HPT" entwickelt, der künftig in vielen Industrien zum Einsatz kommen
könnte. Damit ließen sich die Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit von
Produkten in Bereichen wie Luftfahrt, Automobil und Medizintechnik
deutlich erhöhen.
Wirtschaftlichkeit als Ziel
Zusammen mit dem Polymer-Unternehmen Covestro, der TU Berlin, dem
Kunststoff-Zentrum Leipzig und dem Flugzeughersteller Airbus wollen die
Forscher den Kunststoff in großem Maßstab zugänglich machen. "HPT ist
ein durch Spritzguss verarbeitbarer Hochleistungskunststoff, der in
einzigartiger Weise zahlreiche gute Eigenschaften vereint. Er ist stabil
bei hoher Härte, außerdem beständig gegen Hitze und viele
Lösungsmittel. Test-Mengen des neuartigen Materials werden bereits
hergestellt", sagt RWTH-Aachen-Forscher André Bardow.
Im vom Bundesforschungsministerium (BMBF) http://bmbf.de
geförderten Projekt "DreamCompoundConti" soll nun ein kontinuierliches
Verfahren entwickelt werden, um eine umweltverträgliche und
wirtschaftliche Produktion im Industriemaßstab zu ermöglichen. Das BMBF
fördert das Vorhaben über die nächsten drei Jahre mit bis zu 1,5 Mio.
Euro.
Herstellung mit Basischemie
Eine Besonderheit der Herstellung von HPT besteht darin, dass dieser
auf sehr gut zugänglichen Basischemikalien beruht. Diese werden ohnehin
für die Produktion von Schaumstoffen eingesetzt und müssen somit nicht
eigens hierfür hergestellt werden. Ein neues Katalysatorensystem
ermöglicht nun erstmalig die Herstellung von thermoplastischem HPT aus
diesen Basischemikalien. Das spart im gesamten Prozess CO2-Emissionen
und Energie ein, weil im Vergleich zur Produktion herkömmlicher
Hochleistungsthermoplasten aufwendige Prozessschritte entfallen.
Im Vergleich zu den am Markt bereits verfügbaren Produkten, ergeben
sich messbare Ressourcen-Einsparmöglichkeiten: Laut den Forschern der
RWTH Aachen weist der industrielle Herstellungsprozess von HPT im
Vergleich zu ähnlichen Thermoplasten um mehr als 20 Prozent geringere
Treibhausgas-Emissionen für die Produktion auf. Gleichzeitig soll das
neue kontinuierliche Verfahren mit weniger Lösungsmitteln auskommen. Es
wird daher eine deutlich bessere Ökobilanz im Vergleich zu
konventionellen Prozessen erwartet.
(Ende)
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Chinas Kindergärten setzen auf Robo-Erzieher Keeko |
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Geschrieben von: Administrator
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Donnerstag, den 13. September 2018 um 12:29 Uhr |
Chinas Kindergärten setzen auf Robo-Erzieher
"Keeko" gibt direktes Feedback und soll logisches Denken bei Heranwachsenden gezielt fördern
Roboter "Keeko": Kinder kommunizieren mit einer Maschine (Foto: iKeeko.com)
Peking (pte/30.08.2018/06:05) Über 600 chinesische Kindergärten setzen mittlerweile auf den Roboter "Keeko" http://ikeeko.com
, ein knapp 60 Zentimeter großes mobiles Gerät, das Geschichten
erzählen kann und Kindern Logik-Rätsel stellt. Durch eingebaute Kameras
und ein ausgeklügeltes Navigationssystem soll das Modell Kinder ähnlich
wie ein Pädagoge beschäftigen.
Emotionen und Ausdruck
"Bildung ist heute keine Einbahnstraße mehr, in der der Lehrer
unterrichten und die Schüler lernen", erklärt die Lehrerin Candy Xiong,
die nun mit Keeko Robot Xiamen Technology zusammenarbeitet. Ãœber ein
Display am Kopf kann Keeko Emotionen und Gesichtsausdrücke anzeigen.
Eine Kamera direkt auf der Front erlaubt es zudem, Video-Journale
aufzuzeichnen und die Interaktion mit den Kindern nachzuverfolgen.
Der Roboter soll bereits im Kindergarten mit Wissensaufgaben das
logische Denken vorantreiben und die Kinder sinnvoll beschäftigen. Jedes
Mal, wenn die Kinder auf eine Frage richtig antworten, reagiert das
Gerät deutlich mit Freude: Das digitale Gesicht blitzt auf und zeigt
herzförmige Augen. Die Keeko-Roboter sind mittlerweile in mehr als 600
Kindergärten Chinas vertreten. Die Entwickler hoffen in großen Schritten
auch in weitere Teile Südostasiens zu expandieren.
Global wachsender Markt
In China werden schon seit längerem Roboter entwickelt, um
beispielsweise Lebensmittel zu liefern, älteren Menschen Gesellschaft zu
leisten, Rechtsberatung zu liefern und jetzt auch Pädagogen bei ihrer
Arbeit zu unterstützen. Nach Angaben der International Federation of
Robots http://ifr.org hat die Volksrepublik mit rund 340.000 Einheiten in Fabriken und Co derzeit den weltweit größten Industrieroboterbestand.
Der Markt für Serviceroboter, also etwa Geräte für spezialisierte
medizinische Zwecke bis hin zu automatisierten Staubsaugern, hat im
abgelaufenen Geschäftsjahr 2017 aktuellen Schätzungen nach rund 1,32
Mrd. Dollar erwirtschaftet. Laut Marktforscher Research In China soll
dieses Segment bis 2022 noch einmal auf 4,9 Mrd. Dollar wachsen.
Video: https://youtu.be/T3T8ga_G_70
(Ende)
Aussender: pressetext.redaktion Ansprechpartner: Sabrina Manzey E-Mail:
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