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Die Industrie hat unter allen Wirtschaftssektoren Deutschlands den größten Wasserbedarf. Umso bedeutsamer ist es für sie, über effiziente Technologien zur Reinigung und Kreislaufführung des Wassers zu verfügen. Diese sollen idealerweise auch die Rückgewinnung von Energie und wertvollen Rohstoffen für den erneuten Einsatz in der Produktion ermöglichen. Fraunhofer-Forschende haben dafür nun eine Versuchs- und Technologie-Plattform entwickelt, die all diese Fragen praxisnah adressiert. Sie steht direkt auf dem Gelände eines Großklärwerks, das das Abwasser eines der größten europäischen Chemieparks reinigt.

In den vergangenen vier Jahren haben im Leitprojekt »Cognitive Agriculture (COGNAC)« acht Fraunhofer-Institute unter der Konsortialführung des Fraunhofer IESE gemeinsam die Herausforderungen und den Stand der Technik in der Landwirtschaft untersucht und Lösungsbausteine in den Bereichen Sensorik, Robotik, Automatisierung, digitaler Datenraum und kognitive Dienste entwickelt. Die Projektergebnisse wurden beim Abschlussevent am 29. September 2022 in Dresden der Öffentlichkeit präsentiert.

Mit Substratabfällen aus der Pilzproduktion und Klärschlamm-Kompost hat das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS gemeinsam mit den Partnern Veolia Klärschlammverwertung Deutschland GmbH, Institut für Abfall- und Kreislaufwirtschaft der TU Dresden sowie das Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH eine Mülldeponie im Leipziger Raum zum Blühen gebracht. Künftig wollen die Forschenden mit ihrer neuen Rekultivierungstechnologie auch Tagebaue und alte Bergbauhalden begrünen – und »ganz nebenbei« den Energieverbrauch in deutschen Champignon-Zuchtanlagen deutlich senken.

Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS und die Altech Group gründen das Joint Venture Altech Batteries GmbH zur Kommerzialisierung der am Fraunhofer IKTS entwickelten keramischen Festkörperbatterie cerenergy^®. In den kommenden Jahren soll am Standort Schwarze Pumpe in Sachsen eine cerenergy^®-Batteriefabrik aufgebaut werden.

Bei der Sensor Space Summer School des Fraunhofer IKTS bauen SchülerInnen ab Klasse 7 einen eigenen Herzmonitor auf.

Fraunhofer-Forschende haben gemeinsam mit der TU Dresden ein Verfahren entwickelt, bei dem aus Molke wertvolles Ethylacetat in hoher Reinheit gewonnen wird. Das Ethylacetat kann beispielsweise für die Herstellung umweltfreundlicher Klebstoffe verwendet werden und ersetzt damit Ethylacetat aus fossilen Rohstoffen. Auch die aufwendige Entsorgung der bei der Molke-Verarbeitung entstehenden Melasse wird damit überflüssig.

Mehr als 20 Unternehmen der Initiative Erfurter Kreuz e.V. arbeiten in der Interessengemeinschaft CleanEFX gemeinsam daran, das Gewerbegebiet am Erfurter Kreuz klimaneutral mit Energie und Prozesswärme zu versorgen. Bereits vor den derzeitigen geopolitischen Veränderungen wurde die Projektidee in mehreren Workshops von Unternehmen und Forschungseinrichtungen initiiert. Ziel ist es, die am Gewerbegebiet bestehenden Infrastrukturen zu bündeln, Prozessmedien in Sektorkopplung zu nutzen und Synergien untereinander und in die Region zu finden. Die regionale, nachhaltige Energielösung hat bereits weitere Unternehmen begeistert und namhafte Unterstützung in Wirtschaft und Politik gefunden.

Dreifach perfekt: Equinor Ventures gründet gemeinsam mit dem Fraunhofer IKTS und der Spinoff-Management- und Investmentgesellschaft CoFounder das Deep-Tech-Venture »Nicoustic«. Das neue Unternehmen bietet eine Technologie zur Überwachung von Offshore-Druckbehältern mit geführten Ultraschallwellen.

Patienten mit schweren Atemwegs- oder Lungenerkrankungen benötigen intensive Behandlung und ständige Kontrolle der Lungenfunktionen. Fraunhofer-Forschende haben im Projekt »Pneumo.Vest« eine Technologie entwickelt, bei der Akustiksensoren in einer Textilweste die Lungengeräusche erfassen. Eine Software setzt die Signale in eine visuelle Darstellung um. Auf diese Weise können Patientinnen und Patienten auch außerhalb von Intensivstationen fortlaufend überwacht werden. Die Technologie erweitert die Diagnosemöglichkeiten und verbessert die Lebensqualität der Betroffenen.

Um Essensreste und andere biologische Abfälle wieder in nutzbare Stoffe umzuwandeln, hat das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS gemeinsam mit Industrie- und Forschungspartnern eine weltweit einzigartige Anlage in Thallwitz bei Leipzig gebaut. Diese erzeugt aus Biogas – nicht nur aus dem enthaltenem CO₂ – synthetische Kraftstoffe und biogene Wachse. Das Biogas wird dabei aus alten Fetten der Gastronomie und Lebensmittelproduktion gewonnen. Bei Bedarf lässt sich ein keramischer Elektrolyseur zuschalten, der die benötigten Stoffe für den Prozess auch unter Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien bereitstellt. Das IKTS will das innovative Anlagenkonzept nun gemeinsam mit einem Leipziger Unternehmen für die Produktion im Industriemaßstab weiterentwickeln.

Die Erforschung neuer, zukunftsweisender Ansätze einer sicheren und nachhaltigen Wasserversorgung wird in Thüringen langfristig gefördert. Der von der Friedrich-Schiller-Universität Jena gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS und der Ernst‐Abbe‐Hochschule Jena initiierte »Thüringer Wasser-Innovationscluster« (ThWIC) hat sich in der Endrunde des Clusters4Future-Wettbewerbs durchgesetzt und wird ab 2023 vom Bundesforschungsministerium gefördert. Damit fließen über die nächsten neun Jahre bis zu 45 Millionen Euro Fördermittel in die Entwicklung neuer Wassertechnologien und die Erforschung des gesellschaftlichen Umgangs mit der knapper werdenden Ressource.

Am Mittwoch, dem 29. Juni 2022, wurde am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Ilmenau das Leistungszentrum InSignA feierlich eröffnet. Corona-bedingt konnte die offizielle Eröffnung erst ein Jahr nach dem eigentlichen Projektstart stattfinden. Im Leistungszentrum arbeiten bereits seit März 2021 fünf Thüringer Fraunhofer-Einrichtungen, die TU Ilmenau und das IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH zusammen. Gemeinsam mit Unternehmen will das Leistungszentrum Lösungsansätze im Bereich der Sensorik und Signalanalyse in die Anwendung bringen. Das IKTS mit dem Batterie-Innovations- und Technologie-Center BITC in Arnstadt bringt sich unter anderem bei der Vorverarbeitung und Optimierung von Datensätzen ein.

Der Schiffsverkehr gehört zu den am schnellsten wachsenden Quellen für Treibhausgase. Schiffsbauer und Betreiber suchen nach umweltfreundlichen, alternativen Antrieben. Fraunhofer-Forschende haben gemeinsam mit Partnern das Antriebskonzept »HyMethShip« entwickelt, bei dem Wasserstoff aus Methanol gewonnen wird. Die Technik benötigt keine großen Wasserstofftanks an Bord und ist daher deutlich sicherer. In Zukunft könnte sie auch für Kreuzfahrtschiffe interessant sein.

Sasol und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) leiten ein Konsortium, das Katalysatoren der nächsten Generation entwickeln und optimieren will. Diese spielen eine Schlüsselrolle für die Entwicklung nachhaltiger Flugtreibstoffe und sind Grundlage für einen nachhaltigen Luftfahrtsektor. Das Fraunhofer IKTS bringt sein Know-how in der Entwicklung und Konstruktion von Fischer-Tropsch-Katalysatoren in das Projekt ein.

Am 10. Mai 2022 trafen sich Messtechnikhersteller zum Austausch mit Vertretern des Fraunhofer IKTS und der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB in Münster. Die Veranstaltung bildet den Auftakt zu einem regelmäßigen Austausch.

Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, die Staatlichen Kunstsammlungen Dresden, die Staatliche Porzellan-Manufaktur Meissen GmbH, die KI Keramik-Institut GmbH und COX3D^® haben im Projekt »RestaurAM« gemeinsam verschiedene additive Verfahren entwickelt, um abgebrochene Kleinteile aus Porzellan im 3D-Drucker zu rekonstruieren.

Vom 23. bis 25. Mai 2022 treffen sich im Rahmen der VDE ITG-Fachtagung Halbleiterfirmen, Universitäten und Forschungseinrichtungen am Fraunhofer IKTS in Dresden-Klotzsche, um Entwicklungen im Bereich der Elektronik-Zuverlässigkeit zu diskutieren.

Die Verfügbarkeit von Wasser in geeigneter Qualität stellt weltweit eine wachsende Herausforderung dar. Für die Behandlung und Aufbereitung von industriellen und kommunalen Abwässern stehen eine Reihe von Verfahren zur Verfügung, welche an die im Abwasser enthaltenen Stoffen angepasst sind. Eine besondere Herausforderung stellt die Aufbereitung von salzhaltigen Abwässern dar, da die Trennung von Salz und Wasser einen sehr hohen technischen und energetischen Aufwand erfordert. Durch die Abtrennung von Salzen aus Wasser können diese einer weiteren Nutzung zugeführt und die Einleitung von Salzabwässern in Gewässer reduziert oder sogar ganz vermieden werden. Am Beispiel der salzhaltigen Sickerwässer aus Rückstandshalden der Kaliindustrie soll im Projekt »HaSiMem« untersucht werden, ob das Verfahren der Membrandestillation vorteilhaft ist gegenüber der klassischen Form der Eindampfung von Salzabwässern. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Gemeinschaftsprojekt steht unter der Leitung der K-UTEC AG Salt Technologies und wird in den nächsten drei Jahren mit den Partnern Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Solarspring GmbH, K+S AG und LMBV mbH umgesetzt.

Prof. Alexander Michaelis, Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS, erhält den renommierten »Acta Materialia Hollomon Award for Materials and Society« sowie den »Rustum Roy Lecture Award«. Beide Preise würdigen sein Engagement für die Materialwissenschaften zum Nutzen für die Gesellschaft.

Die Trennung von Stoffgemischen ist eine technische und biologische Grundoperation. Die Natur setzt für die Stofftrennung eine Vielzahl von Membranen ein, wie beispielweise Gefäßwandungen, Zellwände oder Membranproteine. Bei industriellen und technischen Anwendungen dominieren jedoch nach wie vor die klassischen Trennverfahren: Destillation/Rektifikation, Extraktion, Kristallisation oder Ad- bzw. Absorption. Im Vergleich zu diesen Verfahren benötigt die Membrantrennung nur einen Bruchteil der Energie. Mit den jeweils an die Trennaufgabe angepassten Materialeigenschaften sind Membrane eine ideale Lösung für viele Einsatzgebiete. Es lohnt sich, in die Membranentwicklung zu investieren. Dafür sprechen sich DGMT Deutsche Gesellschaft für Membrantechnik e.V., VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V. und die ProcessNet-Fachgruppe Membrantechnik der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., in ihrem aktuellen Positionspapier aus. Hier sind auch die Ergebnisse aus den Untersuchungen der Deutsche Keramischen Gesellschaft (DKG) und Deutsche Gesellschaft für Materialkunde (DGM) mit eingeflossen.

Am 28. März 2022 unterzeichnete Prof. Henning Heuer, Abteilungsleiter Prüf- und Analysesysteme am Fraunhofer IKTS, in Dresden ein Memorandum of Understanding. Vertragspartner ist die Firma Samyong Inspection Engineering aus Seoul, Korea. Vereinbart wurde eine enge FuE-Zusammenarbeit mit dem Ziel, die Sicherheit von Kernbrennstäben durch zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) zu erhöhen.

Glasgegenstände, die im Dunkeln nachleuchten, Glasbehälter, die sich aufheizen und abkühlen, oder gläserne Bedienknöpfe und -schalter, die Viren und Bakterien selbständig eliminieren – all dies scheint unserer Alltagserfahrung völlig zu widersprechen, was Glas kann. Und doch ist das inzwischen in greifbare Nähe gerückt. Um solche funktionalisierten und präzisionsgeformten Gläser zu erzeugen, haben Forschungsteams vom Fraunhofer IKTS in Dresden ihre Erfahrungen mit keramischen Verfahren auf die Glasfertigung übertragen.

Im Verbundprojekt 3DPrintBatt will ein Industrie- und Forschungskonsortium den 3D-Druck von Natrium-Ionen-Batterien für Elektromobilität und weitere Anwendungen bis 2025 in die Pilotfertigung überführen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert das Vorhaben in den kommenden drei Jahren mit 24,1 Mio. €. Das Fraunhofer IKTS unterstützt die Technologieentwicklung mit seinem Know-how in der korrelativen Mikroskopie.

Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS ist seit kurzem Partner im TWI Innovation Network (TWIIN), einem europäischen Programm zur Förderung von Forschung und Technologie.

Unsere Kollegin Johanna Sonnenberg erzählt, wie sie sich privat und beruflich im Kampf gegen Mikroplastik engagiert, wie ein Unterwasserfahrzeug dabei helfen soll und was jeder gegen Verschmutzung von Meer von Stränden tun kann.

Am 5. Januar 2022 unterzeichnete Dr. Roland Weidl, Leiter des Batterie-Innovations- und Technologie-Centers BITC, im Auftrag von IKTS-Institutsleiter Prof. Alexander Michaelis ein Memorandum of Understanding. Partner ist Hyundai Heavy Industries (HHI) und die Korea Shipbuilding and Offshore Engineering (KSOE). Im MoU verständigen sich die Kooperationspartner auf eine enge F&E Zusammenarbeit in den Themenfeldern Wasserstoff, Brennstoffzellen (insbesondere SOFC), E-Fuels und Digitalisierung.

Im BMBF-Verbundprojekt LEGIOPLAS wird ein mobiles Messsystem für die Vor-Ort-Analyse der Legionellen-Belastung in Trinkwasser entwickelt.

Deutschland muss bis 2045 klimaneutral werden – so gibt es das Klimaschutzgesetz der Bundesregierung vor. Dieses ambitionierte Ziel erfordert die Transformation der Energieerzeugung zu 100 % erneuerbarer Energie aus Wind, Sonne, Wasserkraft und Biomasse. Diese zukünftig mehr und mehr volatile Energieerzeugung erfordert stabilisierende Maßnahmen, um eine sichere Energieversorgung zu gewährleisten. Eine Stromspeicherung in Batterien kann diese Transformation ermöglichen und wird an Bedeutung zunehmen. Im Projekt »KeNaB-ART« (Keramik-basierte Natrium-Batterie mit beta-Aluminat für Anwendungen über Raumtemperatur) unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in der Förderinitiative »Batterie 2020 Transfer« die Entwicklung von neuen keramischen Natrium-Batterien zur Speicherung erneuerbarer Energie.

Wir gratulieren Nadja Steinke zum Silicon Science Award 2021! Mit ihrer Dissertation zum Thema »Plasmonic sensor for the on-site detection of diclofenac molecules« überzeugte sie die Jury. Die Verleihung findet am 8. Dezember 2021 im Rahmen des 15. Dresdner Sensor-Symposiums statt.

Moderne Hochleistungstechnologien helfen Restauratoren, historische Kunstgegenstände genauer zu analysieren, zu konservieren und zu reparieren. Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden hat nun gemeinsam mit sächsischen Partnern innovative Verfahren entwickelt, um abgebrochene Kleinteile aus Porzellan von wertvollen alten Prunkvasen im 3D-Drucker zu rekonstruieren.