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Monika Landgraf

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Ausgabe 11/2018

Ausgabe 11/2018
Datum: 28.11.2018
KIT-Kompakt 11/18 - neue Mobilität, organische Photovoltaik, thermische Verfahrenstechnik, alternativer Wasserstoff, langlebige Software
KIT-Header
 
KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 11/2018)

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 würden uns freuen, wenn passende Nachrichten für Ihre redaktionelle Berichterstattung dabei sind. Gerne vermitteln wir Ihnen bei Bedarf weitere Informationen und Ansprechpartner. Um Beleg Ihrer Berichterstattung wird gebeten.

Freundliche Grüße
Ihre Pressestelle des KIT
 
 
Thermofluiddynamik: „Siedekrise“ in technischen Anlagen vermeiden

Organische Photovoltaik: Mehr Energie durch Kanalisierung

Neue Mobilität: Das Forschungsmagazin lookKIT

Informatik: Software, die lange hält

Wasserstofftechnologie: Expertise für die Zukunft heute schaffen
Expertin des Monats
Ines Langemeyer: Lehr- und Lernforschung

Gründer des Monats
Vanory: Smarte Lichttechnik

KIT.audio | Der Forschungspodcast
Wie sicher ist „sicher“? Über die Zuverlässigkeit technischer Systeme

Tipps und Termine
Plastikfresser, Zecke, Firmenübernahmen, Rückschläge, vernetzte Mobilität, World Science Café, Atomkraft, Geodäsie
 
 
 
Thermofluiddynamik: „Siedekrise“ in technischen Anlagen vermeiden
Die thermohydraulische Versuchsanlage COSMOS funktioniert im Prinzip wie ein Wasserkocher, nur viel leistungsfähiger. (Foto: KIT)
Chemische Reaktoren und energietechnische Anlagen müssen zuverlässig gekühlt werden. Insbesondere an sehr heißen Oberflächen kommt es sonst zu Schäden. Kühlen mit siedenden Flüssigkeiten erweist sich hier als energetisch effizient, aber verfahrenstechnisch schwierig. Das Verbundprojekt NUBEKS (NUmerische BEschreibung Kritischer Siedevorgänge) von KIT und TU München macht die entscheidenden Prozesse nun transparent und hält sie im Video fest.

Beim Erreichen einer kritischen Wärmestromdichte kann es zu einem sprunghaften Temperaturanstieg bis hin zur Beschädigung der Anlagen kommen. Die dabei ablaufenden Prozesse werden als „Siedekrise“ bezeichnet. Das Auftreten konnte bislang nur experimentell für konkrete Anwendungen zuverlässig bestimmt werden. Eine Übertragung auf andere Fälle oder die Verallgemeinerung durch Computersimulationen ist noch nicht Stand der Technik. NUBEKS hat bei der Simulation von „Siedekrisen“ wesentliche Fortschritte gemacht. Voraussetzung dafür waren komplexe Validierungsmessungen, die am KIT durchgeführt wurden. Genutzt wurde dabei die Versuchsanlage COSMOS (Critical heat flux On Smooth and MOdified Surfaces) am KIT zur Untersuchung von Siedephänomenen und komplexen Strömungsphänomenen. „Dank der leistungsfähigen Sensorik von COSMOS können wir bis unmittelbar zum Auftreten der Siedekrise messen“, sagen die beiden Koordinatoren der Messungen am KIT, Stephan Gabriel vom Institut für Kern- und Energietechnik des KIT und Thomas Wetzel vom Institut für Thermische Verfahrenstechnik des KIT. (mhe)

Das Video von der Simulation veranschaulicht die turbulenten Prozesse der Siedevorgänge:
kit.edu/downloads/2018-cosmos-l.mp4

Homepage der COSMOS-L-Anlage:
iket.kit.edu/128.php

Bildunterschrift: Die thermohydraulische Versuchsanlage COSMOS funktioniert im Prinzip wie ein Wasserkocher, nur viel leistungsfähiger. (Foto: KIT)


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Organische Photovoltaik: Mehr Energie durch Kanalisierung

Bei der Energieerzeugung mit Solarzellen kommt den sogenannten Exzitonen eine wichtige Funktion zu. Sie entstehen als teilchenartige Komplexe aus Elektronen und Elektronenfehlstellen, sobald Photonen in den Halbleiter eindringen. Diese Quasiteilchen transportieren dann die Energie des absorbierten Lichts, bis sie in der Nähe der elektrischen Kontakte in positive und negative Ladungen aufgespalten werden, die dann einen Stromfluss in Gang setzen. In normalen Halbleitermaterialien erfolgt dieser Transport ungerichtet. Einem Forscherteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, den Exzitonenfluss in bestimmte Richtungen zu lenken.

Die „Kanalisierung“ der Exzitonen gelang den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern mit einem speziellen Gerüstmaterial, in das die Forscher dünnste, genau ausgerichtete Schichten von Anthracen, einem organischen Halbleiter, eingebracht haben. Mit diesem neuartigen Material können die Exzitonen effizienter zu den Elektroden geleitet werden. „Für Energieanwendungen ist das Potenzial eines gerichteten Exzitonentransports enorm“, sagt Christof Wöll vom Institut für Funktionelle Grenzflächen des KIT. „Wenn es uns gelingt, organische Solarzellen nach diesem Prinzip zu fertigen, könnte die Energieausbeute im Vergleich zu konventionellen Zellen erheblich gesteigert werden.“ Zukünftig wollen die Forscher daran arbeiten, die Effizienz des Exzitonentransports und die Diffusionslänge zu erhöhen. (mhe)

Mehr Information:
nature.com/articles/s41467-018-06829-3


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Neue Mobilität: Das Forschungsmagazin lookKIT

Das Ziel ist klar: Es gilt, die Mobilität der Zukunft flexibel und möglichst emissionsfrei zu gestalten. Dabei geht es auch um die Gesundheit von Menschen, um den Klimaschutz und darum, die Wertschöpfungskette im Land zu erhalten. Um dieses Ziel zu erreichen, braucht es viele Bausteine: autonomes Fahren und smarte Scheinwerfer, belastbare Linienpläne im Schienenverkehr und belastbare Funkverbindungen im Straßenverkehr, in Systemen denken und Grenzen überwinden. Lesen Sie dazu mehr im Schwerpunkt des aktuellen Forschungsmagazins „lookKIT“. Daneben verrät das Heft, warum man Mineralwasser färbt, wo Teilchen herumgeistern und welche Strukturen modernen Zahnersatz besser machen. (kes)

Zum Heft:
sek.kit.edu/downloads/lookkit_201803.pdf


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Informatik: Software, die lange hält

Unsere alltäglichen Anwendungen auf Smartphones oder Laptops aktualisiert der Hersteller regelmäßig, um sie gegen Cyber-Bedrohungen zu wappnen oder für neue Anforderungen fit zu machen. Bei Software, die große Industrieanlagen oder die Logistik von Handelsketten steuert und oft über Jahrzehnte hinweg eingesetzt wird, ist das genauso. In einem deutschlandweiten Forschungsprogramm hat ein Team des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) untersucht, wie Software beschaffen sein sollte, damit sie möglichst lange gut funktioniert und mit wiederholten Änderungen über einen langen Zeitraum zurechtkommt.

Das Problem erklärt Robert Heinrich vom Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation des KIT: „Langlebige Software muss nicht nur sich ständig vergrößernde Datenmengen bewältigen, sondern auch ganz neue Anforderungen, für die sie ursprünglich gar nicht ausgelegt war.” Als Beispiel nennt er Online-Shops, die im Handel noch gar nicht bekannt waren, als manche Warenwirtschaftssysteme entwickelt wurden. Dies könne zu geringerer Leistung und erhöhter Anfälligkeit führen. Im Forschungsprogramm „Design for Future – Managed Software Evolution“ wurde deshalb nach Wegen gesucht, langlebige Software evolutionsartig fortzuentwickeln. Heinrich und sein Team haben eine Testumgebung entwickelt, in der Ergebnisse erprobt und Schwachstellen aufgedeckt werden können: „Das ,Common Component Modeling Example’ (CoCoME) spiegelt das Warenwirtschaftssystem einer Supermarktkette wieder und enthält typische Funktionalitäten wie den Warenkauf an der Supermarktkasse oder die Lagerverwaltung.” Dieses könne mittels verschiedener Evolutionsszenarien modifiziert werden, etwa durch das Hinzufügen eines Online-Shops oder das Überführen des Systems in eine Cloud-Infrastruktur. (mex)
 
Mehr Information:
dfg-spp1593.de

cocome.org


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Wasserstofftechnologie: Expertise für die Zukunft heute schaffen

Der Klimawandel und die begrenzte Verfügbarkeit von fossilen Rohstoffen machen einen raschen Umstieg auf erneuerbare Energien notwendig. Attraktiv ist in diesem Zusammenhang der Einsatz von Wasserstoff als alternativem Energieträger, der beispielsweise aus Wasserelektrolyse oder Biomasse gewonnen werden kann. Dieser eignet sich ideal für Brennstoffzellen, die emissionsfreie Mobilität, Wärme oder dezentrale Stromerzeugung ermöglichen. Zur Realisierung eines solchen auf Wasserstoff beruhenden Energiesystems müssen aber schon heute dringend die Expertinnen und Experten von morgen ausgebildet werden. Das ist das Ziel des 3,72 Millionen Euro schweren EU-Projektes BIKE (BImetallic catalysts Knowledge-based development for Energy applications), an dem auch das KIT teilnimmt.

„Die Fachleute von morgen müssen dazu befähigt werden, innovative und effiziente Technologien zu entwickeln“, sagt Jan-Dierk Grunwaldt vom Institut für Technische Chemie und Polymerchemie des KIT. „Insbesondere müssen sie mit der interdisziplinären Entwicklung von Katalysatoren vertraut sein, die für eine effiziente Erzeugung und Weiterverarbeitung von Wasserstoff notwendig sind.“ Um den Bedarf an disziplinübergreifenden Denkern und Machern zu erfüllen, beteiligt sich das KIT nun an BIKE. Schwerpunkt des Projektes ist die Entwicklung von Katalysatoren aus zwei und mehr metallischen Zentren, die synergetisch zusammenwirken, um aktivere, stabilere und effizientere chemische Prozesswege zu schaffen. Dabei soll ein internationales Team von 14 Doktorandinnen und Doktoranden mit einem umfassenden und praxisorientierten Wissen ausgestattet werden, zwei davon am KIT. (mhe)

Mehr Information:
itcp.kit.edu/grunwaldt/index.php


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Expertin des Monats
Lehr- und Lernforschung: Es geht um die Fähigkeit, Probleme zu lösen, sich immer tiefer in spezielle Zusammenhänge einzuarbeiten und frühzeitig Risiken erkennen zu können – beim forschenden Lernen im Studium ebenso wie beim Lernen in komplexen Arbeitsprozessen. „In hochqualifizierten Berufen ist das kooperative Problemlösen in Teams gefragt“, so Ines Langemeyer, Inhaberin der Professur für Lehr- und Lernforschung am KIT. „Wenn die Komplexität in Arbeitsprozessen wächst, wird das Knowing-how, das Wissen-in-Praxis eines kompetenten Teams, entscheidend“, betont die Psychologin. (kes) Mehr Information: sek.kit.edu/kit_experten_langemeyer.php


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Gründer des Monats
Smarte Lichttechnik: Die Ausgründung Vanory des KIT gestaltet durch dreidimensionale Lichteffekte eine bewegende Atmosphäre im Raum. Dazu verbindet sie smarte Lichttechnik mit einem einzigartigen Textilgewebe. Aus einzelnen Lichtpunkten des Lampenschirms bilden sich dynamische Lichtbögen mit überzeugender Tiefenwirkung. Durch eine Berührung lässt sich zwischen eigenen und heruntergeladenen Beleuchtungsmustern und Stimmungen wechseln. Ganz gleich, ob ruhig und gelassen, kühl und klar oder bunt und aufregend. (kes) Mehr Information: vanory.com


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KIT.audio | Der Forschungspodcast
Autos, Fahrstühle, Computer, Energienetze: Technische Systeme sollen funktionieren – am besten immer und überall. Doch wie realistisch ist diese Erwartung in Zeiten von Industrie 4.0, Smart Grids und Online-Banking? Tragfähige Antworten erfordern ein Zusammenwirken unterschiedlicher Perspektiven und Expertisen. Wie sicher ist „sicher“? Über die Zuverlässigkeit technischer Systeme: Die aktuelle Ausgabe des Podcast KIT.audio unter sek.kit.edu/kitaudio.php hat Entwicklungsingenieure, ITler und Risikobewerter gefragt. (jha)

KIT.audio ist der Forschungspodcast des Karlsruher Instituts für Technologie. Er erkundet ein aktuelles Forschungsthema. Die eingefangenen O-Töne, Geräuschkulissen und Sounds verweben in der Art eines Features zu intensiven Hörstücken von etwa 30 Minuten Dauer.

Mehr vom Podcast KIT.audio auf kit.edu/audio oder bei iTunes.

Besuchen Sie uns auch auf dem Portal Soundcloud. Dort finden Sie im „Campus Report“ Impressionen und Eindrücke aus den Laboren und Hörsälen des Karlsruher Instituts für Technologie. Die populärwissenschaftlichen Beiträge im Radioformat erscheinen wöchentlich online unter  soundcloud.com/karlsruherinstitutfuertechnologie


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Tipps und Termine
Donnerstag, 29. November 2018, Karlsruhe
Vortrag „Die Zecke, unser ungeliebter Wegbegleiter - Wissenswertes und Erstaunliches“
Sie sind ein ungewolltes Mitbringsel vom Waldspaziergang: Zecken. Über die Lebensweise der Zecken und den Zusammenhang zu den Krankheiten FSME und Borreliose spricht Denise Böhnke vom KIT in ihrem Vortrag am Karlsruher Zoo.
Ort: Vortragsraum des Exotenhauses im Karlsruher Zoo, Ettlinger Str. 4b, Zeit: 18:15 Uhr.
AP: Timo Deible, 0721 133-6834, Timo.Deible@zoo.karlsruhe.de

Freitag, 30. November 2018, Karlsruhe
Festkolloquium „150 Jahre Geodätisches Institut“
Das älteste geodätische Institut Deutschlands feiert sein Jubiläum. Ländliche Bodenordnung, Geodätische Messtechnik und globale Navigationssatellitensysteme sind Themen der Veranstaltung.
AP: 0721 608-42301, Sekr-Hennes@GIK.kit.edu

Dienstag, 4. Dezember 2018, Karlsruhe
Podiumsdiskussion „Strahlen in der Fächerstadt“
Karlsruher Nuklidkarte und der Thorium Flüssigsalzreaktor sind Themen des Abends. Auf dem Podium diskutieren Sylvia Kotting-Uhl, Vorsitzende des Ausschusses für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit des Bundestags, Maria Betti, Direktorin des JRC Karlsruhe und der Chemiker Rainer Moormann. Die Podiumsdiskussion moderiert Peter Hocke-Bergler vom KIT.
zak.kit.edu/effekte.php

Mittwoch, 5. Dezember 2018, Karlsruhe
Filmvorführung „Science in Exile“
Der Film „Four researchers, in flight from war. They dream of science in a time of peace” von Nicole Leghissa porträtiert Forscherinnen und Forscher aus Syrien, Jemen und Irak, die gezwungen waren, aus ihrer Heimat zu fliehen und ihre Forschung in einem anderen Land fortzuführen. Die Veranstaltung findet im Rahmen der Vortragsreihe World Science Café statt.
zak.kit.edu/worldsciencecafe.php

Mittwoch, 5. Dezember 2018, Karlsruhe
Treffen „Technologienetzwerk Transformation“
Im Rahmen der Veranstaltung der Landesagentur e-mobil geht es unter anderem um die Themen „Forschungsinfrastruktur in Karlsruhe – Angebote für Mittelständler“, „Die Automobilindustrie im Umbruch“ und „IT-Sicherheit in der vernetzten Mobilität“. Es sprechen Matthias Pfriem, Frank Gauterin und Ingmar Baumgart vom KIT.
tnt.e-mobilbw.de/de

Donnerstag, 13. Dezember 2018, Karlsruhe
Vortrag „Du kannst mehr als du denkst“
Olympiateilnehmerin Anna Hahner und Weltmeister Thomas Dold sprechen über Zielsetzung und den Umgang mit Rückschlägen.
sport.kit.edu/rd_download/Institut/Institut_IfSSKolloquium_Hahner-Zwillinge.pdf

Donnerstag, 13. Dezember 2018, Karlsruhe
Vortrag „Chance und Herausforderung: Chinesische Investitionen in Deutschland“
Daimler, Kuka oder Deutsche Bank – die Liste an Beteiligungen oder Firmenübernahmen ist in den vergangenen Jahren lang geworden. Warum das Interesse an „Made in Germany“? Cora Francisca Jungbluth von der Bertelsmann Stiftung wird in ihrem Vortrag sowohl Chancen als auch Herausforderungen analysieren.
zak.kit.edu/internationales_forum.php

Donnerstag, 17. Januar 2019, Karlsruhe
Vortrag „Plastikbauer – Plastikfresser“
Plastik spielt eine wichtige Rolle in der Industriegesellschaft. Doch es ist in der Natur schwer abbaubar und verschmutzt zunehmend die Umwelt. Über die Entwicklung biologisch abbaubarer Plastiksorten spricht Christoph Syldatk vom KIT im Rahmen der Herbst-Winter-Vortragsreihe des Karlsruher Zoos.
Ort: Vortragsraum des Exotenhauses im Karlsruher Zoo, Ettlinger Str. 4b, Zeit:18:15 Uhr.
AP Timo Deible, 0721 133-6834, Timo.Deible@zoo.karlsruhe.de


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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 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen.
Seine etwa 25 500 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.


 
 
Kontakt:

Monika Landgraf
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Kosta Schinarakis
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E-Mail: schinarakis@kit.edu

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