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Ausgabe 09/2019

Ausgabe 09/2019
Datum: 25.09.2019
KIT-Kompakt 09/19 - Energiewende, Biodiversität, Biokraftstoffe, ENSURE, Quantenbits, Batterien
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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 09/2019)

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
Ihr Presseservice des KIT
 
 
Biodiversität: Impulse für Politik und Wirtschaft

Energiewende: Kopernikus-Projekt ENSURE schließt Phase eins ab

Smart Grid: Vom Stromnetz zu Energiezellen

Biokraftstoffe: Hirse-Art macht Nahrungsmitteln keine Konkurrenz

Supraleitendes Quantenbit: Auch im Magnetfeld nutzbar

Batterien: Langlebiges Material für die Kathode
Expertin des Monats
Marion Weissenberger-Eibl: Innovations- und Technologiemanagement

Gründer des Monats
HelioPas AI: KI für die Landwirtschaft

Tipps und Termine
Simultane Sprachübersetzung, Künstliche Intelligenz, Sensorsysteme, Solarzellen, Smart Data, Energie, Innovation
 
 
 
Biodiversität: Impulse für Politik und Wirtschaft
Biodiversität und moderne Forschung kann helfen, Weinreben fit für den Klimawandel zu machen und gegen Pilzbefall zu schützen, ohne Fungizide einzusetzen. (Foto: Karlheinz Knoch, KIT)
Verständliche Berichte zu aktuellen Forschungsthemen verspricht die Wissensplattform ESKP. Beim neuen Themenspezial "Biodiversität im Meer und an Land" sind auch sieben Beiträge aus verschiedenen Forschungsabteilungen des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) dabei. Ein Bericht vom aktuellen Forschungsprojekt des Biologen Peter Nick zu hitzeresistenten Reissorten kann ebenso auf der Webseite www.eskp.de gelesen werden wie ein Beitrag von Christian Damm vom Institut für Geografie und Geoökologie zur Renaturierung von Flussauen. Weitere Beiträge befassen sich mit Landnutzung, Staudämmen, Nährstoffkreisläufen und Aktionsplänen gegen den Verlust der Artenvielfalt.

"Durch diese Plattform können wir unsere Forschungsarbeiten zu den Themenbereichen Erde und Umwelt gut verständlich aufarbeiten und der Gesellschaft zur Verfügung stellen", beschreibt Susanna Mohr, ESKP-Koordinatorin des KIT, die Vorzüge der offenen Plattform. Dadurch könnten Forscherinnen und Forscher auch Impulse für den Kampf gegen die Klimakrise setzen und den Entscheidern aus Politik und Wirtschaft mögliche Wege für einen nachhaltigen und effizienten Umgang mit den Ressourcen aufzeigen. Die Helmholtz-Gemeinschaft hat die Earth System Knowledge Platform (ESKP) 2013 als öffentlich zugängliche Wissensplattform ins Leben gerufen. Neben großen Themenspezials, die gesellschaftlich relevante Themen aus unterschiedlichen Perspektiven beleuchten, werden auch Einzelbeiträge zu Naturgefahren, Klimawandel und Auswirkungen der Energiewende auf die Umwelt veröffentlicht. (eki)

Mehr Information:
themenspezial.eskp.de/biodiversitaet-im-meer-und-an-land/inhalt


Bildunterschrift: Biodiversität und moderne Forschung kann helfen, Weinreben fit für den Klimawandel zu machen und gegen Pilzbefall zu schützen, ohne Fungizide einzusetzen. (Foto: Karlheinz Knoch, KIT)


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Energiewende: Kopernikus-Projekt ENSURE schließt Phase eins ab

In den Kopernikus-Projekten, den großen Forschungsinitiativen der Bundesregierung zur Energiewende, arbeiten Industrie und Wissenschaft seit drei Jahren an gemeinsamen Lösungen für den Umbau des Energiesystems. Das Kopernikus-Projekt ENSURE – koordiniert vom KIT – identifiziert sinnvolle Netzstrukturen aus zentraler und dezentraler Stromversorgung, um diese an die mit der Energiewende einhergehenden Veränderungen anzupassen. Die erste Phase des Projekts ist nun erfolgreich abgeschlossen.

In Phase zwei wird es darum gehen, das praxistaugliche Konzept für die umfassende Transformation der Netzstrukturen weiterzuentwickeln und den Bau des Demonstrators – des „Energiekosmos ENSURE“ – vorzubereiten. Dabei bauen die Partner auf die Ergebnisse der Phase eins auf. Dazu zählen unter anderem vier „Storylines“, also mögliche Zukunftsbilder für die Energiewende, die Vertreter von Wirtschaft, Energie, Umwelt, Flächenbesitzern und weitere gesellschaftliche Gruppen im Konsens entwickelten. Weitere Ergebnisse sind Konzeptstudien für Supraleiterkabel und Untersuchung weiterer Netz-Hardware wie etwa neuartige Multi-Level-Umrichter. Auch die Optionen Vermaschung des Stromnetzes, Kopplung der Energiesektoren, smarte Steuerung, Blockchains und Flexibilisierung des Stromverbrauchs wurden untersucht. Darüber hinaus gab es einen geführten Dialog zwischen Netzbetreibern, Studien zur Bürgerakzeptanz sowie ein Hintergrundpapier für Bürger. „Das Besondere an ENSURE ist der ganzheitliche Ansatz“, erklärt Holger Hanselka, Präsident des KIT und Sprecher von ENSURE. „Ausgehend von den unterschiedlichen Perspektiven der 23 Projektpartner – also Unternehmen, Wissenschaft und Gesellschaft – entwickeln wir eine gemeinsame Sicht auf die Energiewende und auf dieser Basis tragfähige Lösungen für die Zukunft.“ (kes)

Mehr Information zu ENSURE:
kopernikus-projekte.de/projekte/neue-netzstrukturen
Die erwähnten Ergebnisse sind unter „Aktuelles aus ENSURE“ verlinkt.

Interview mit den ENSURE-Direktoren Holger Hanselka und Joachim Kabs:
kopernikus-projekte.de/projekte/neue-netzstrukturen/interview-prof-hanselka

kopernikus-projekte.de/projekte/neue-netzstrukturen/interview-dr-kabs


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Smart Grid: Vom Stromnetz zu Energiezellen

Im Rahmen der Energiewende tragen bereits heute viele dezentrale Erzeuger zur Versorgung mit erneuerbaren Energien bei. Allerdings sind regionale Stromnetze dafür bisweilen gar nicht ausgelegt: „Wird dann zu viel Strom produziert, kann es zu einer Überlastung der Leitungen und zur Verletzung der zulässigen Spannungsbänder kommen“, sagt Michael R. Suriyah vom Institut für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik des KIT.

Mit konventionellem Netzausbau lässt sich gegensteuern – dabei entstehen aber hohe Kosten und die Bevölkerung wird durch Baumaßnahmen und neue Stromtrassen belastet. Im Rahmen des Forschungsprojekts „Hybrid Optimal“ hat das KIT gemeinsam mit den Stadtwerken Bühl und SCHMID Energy Systems die Machbarkeit eines anderen Lösungsansatzes demonstriert: Die Umwandlung einzelner Netzabschnitte in intelligente Energiezellen. Das gerade abgeschlossene Projekt konzentrierte sich exemplarisch auf ein Wohngebiet, in dem mit privaten Solaranlagen besonders viel Strom erzeugt wird und in manchen Jahren sogar Überschüsse entstehen. Installiert wurde ein Hybridspeicher, bestehend aus einer Vanadium Redox-Flow-Batterie (mit der Auslegung 5 kW und 45 kWh) und einer Lithium-Ionen-Batterie (mit der Auslegung 40 kW und 56 kWh). Die teilnehmenden Haushalte wurden mit Smart-Metern ausgestattet und zudem wurde eine Optimierungssoftware in der Leitstelle der Stadtwerke Bühl installiert. Im Zusammenspiel sorgen diese nun zu jeder Zeit für eine ideale Auslastung von Speicher und Stromnetz. „Durch die Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch kann überschüssiger Sonnenstrom aus Bühl zukünftig optimal vermarktet werden. Und wenn die Sonne einmal nicht scheint, steht er den Bewohnern als günstige Reserve zur Verfügung“, so Suriyah. (mhe)


Mehr Information:
ieh.kit.edu/2898.php

stadtwerke-buehl.de/de/Aktuelles/Demonstrationsvorhaben-Hybrid-Optimal

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Biokraftstoffe: Hirse-Art macht Nahrungsmitteln keine Konkurrenz

Den berüchtigten Teller-oder-Tank-Konflikt aufzulösen, nach dem Biokraftstoffe mit Nahrungsmitteln um Anbauflächen konkurrieren, zählt zu den Herausforderungen einer klimafreundlichen Mobilität. Sorghum, Guineakorn oder Mohrenhirse, ein Getreide aus Ostafrika, wächst auch auf schlechten Böden, die landwirtschaftlich nicht genutzt werden können. Dabei erbringt die Pflanze ähnlich gute Erträge wie Zuckerrohr oder Mais, mit einem deutlich geringeren Bedarf an Wasser und Düngemitteln. Am KIT suchen Pflanzenwissenschaftler des Botanischen Instituts und Verfahrenstechniker des Instituts für Technische Chemie gemeinsam nach Wegen, Sorghum optimal zu nutzen.

„Sorghum eignet sich folglich bestens für eine integrierte Nutzung: erst Bioethanol aus Zucker, dann Grundstoffe für alternative Kunststoffe aus den Stängeln und schließlich Rückgewinnung von Phosphatdünger aus dem Abfall“, sagt Peter Nick vom Botanischen Institut. Denn es gibt einen weiteren Vorteil: Die Pflanze kann Phosphat aus sonst unlöslichen Verbindungen im Boden gewinnen. Phosphat kommt bei uns hautsächlich als Dünger zum Einsatz. Gewonnen wird es derzeit aus Minen, die zum einen in wenigen Jahrzehnten erschöpft sein werden und zum anderen in instabilen Weltgegenden wie dem Nahen Osten liegen. Ziel der Forschenden des KIT ist es, sowohl neue, leistungsfähige Sorghum-Sorten als auch fortschrittliche Bioraffineriekonzepte zu entwickeln. (mex)

Mehr Information:
doi.org/10.1080/11263504.2019.1569568


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Supraleitendes Quantenbit: Auch im Magnetfeld nutzbar
 
Supraleitende Quantenbits gelten als Zukunftstechnologie für Quantencomputer, Quantensimulatoren und quantengenaues Messen. Die auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt gekühlten Supraleiter sind besonders empfindlich gegenüber Magnetfeldern. Selbst vor dem schwachen Erdmagnetfeld werden supraleitende Quantenbits deshalb mit viel Aufwand geschützt, damit sie ihre kohärenten, also informationsbewahrenden, Eigenschaften behalten. Forscher des KIT haben nun den Einfluss eines Magnetfeldes auf ein supraleitendes Quantenbit vom Transmon-Typ untersucht. In einem aktuellen Fachartikel berichten sie über den Nachweis, dass quantenkohärentes Verhalten noch bei bis zu 40 Millitesla – dem beinahe Tausendfachen des Erdmagnetfeldes – möglich ist.
 
„Neben der hohen Kohärenz“, erläutert Andre Schneider vom Physikalischen Institut des KIT, „ergaben sich weitere spannende Erkenntnisse: So konnten wir anhand der Resonanzfrequenz des Qubits herausfinden, dass im Magnetfeld Bauteile des Qubits relevant werden, die bislang vernachlässigt worden sind.“ Martin Weides, der am KIT und an der Universität Glasgow forscht, ergänzt: „Mit unseren Erkenntnissen eröffnen sich neue Wege sowohl für hybride Systeme mit supraleitenden Quantenschaltkreisen als auch für praktische Anwendungen in der Quantensensorik“. Die jüngst im Online-Fachmagazin Physical Review Research veröffentlichte Studie ist Teil des von der Helmholtz-Gemeinschaft geförderten Projekts Scalable Solid State Quantum Computing. (jha)
 
Mehr Information:
journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.1.023003


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Batterien: langlebiges Material für die Kathode

Die Energiewende braucht Stromspeicher mit besseren Eigenschaften. Ein neues Kathodenmaterial für möglichst langlebige Lithium-Ionen-Batterien stellt ein Wissenschaftlerteam des Karlsruher Instituts für Technologie und des Indian Institute of Technology in Madras nun in der Fachzeitschrift Energy & Environmental Science vor.

"Es gibt eine große Notwendigkeit, leistungsfähige, sichere und zudem preisgünstige Batterien für die Anwendungen in der Elektromobilität und stationärer Energiespeicherung zu entwickeln", unterstreicht Horst Hahn vom Institut für Nanotechnologie des KIT die Bedeutung des interkontinentalen Forschungsprojekts. Vom Einsatz sogenannter hochentropischer Oxyfluoride zur Speicherung und Transport der Lithium-Ionen erhoffen sich die Forscher eine Verbesserung der Leistung sowie eine höhere Stabilität bei den Aufladezyklen. Die vorgestellten Versuche zeigten im Labor verbesserte Speichereigenschaften und eine deutlich erhöhte Zyklenfestigkeit gegenüber den derzeit verwendeten Kathodenmaterialien. In den kommenden Jahren soll gemeinsam mit Partnern aus der Industrie ein Prototyp entwickelt werden. Außerdem könnten auf Basis der aktuellen Forschungsergebnisse künftig auch Natrium-Ionen-Batterien hergestellt werden, die viele Vorteile gegenüber der herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie hätte, wie Tiefentladesicherheit, Langlebigkeit, Verfügbarkeit und Kosten. (eki)

Mehr Information:
pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/EE/C9EE00368A#!divAbstract


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Expertin des Monats
Innovations- und Technologiemanagement: Die Entstehungsbedingungen von Innovationen und deren Auswirkungen sind Schwerpunkte der Forschung von Marion Weissenberger-Eibl. Sie befasst sich insbesondere mit der Gestaltbarkeit von Zukunft und ist überzeugt, dass nur ein kontinuierlicher Blick in die Zukunft zu dauerhafter und nachhaltiger Innovation führt. Dies sei eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe, die ein umfassendes Handeln von Politik, Wirtschaft und Wissenschaft erfordere, so die Expertin. (tsc) Mehr Information: sek.kit.edu/kit_experten_Weissenberger-Eibl.php


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Gründer des Monats
KI für die Landwirtschaft: Dürren oder Nässe können fatale Auswirkungen auf die Ernte haben. Das Start-up HelioPas AI unterstützt Landwirte und Agrarversicherer mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) dabei, Ernterisiken genauer zu bestimmen. Die KI wertet dabei effizient und kostengünstig Informationen über die Bodenfeuchte aus und hilft so, Trockenschäden oder feuchtigkeitsbedingte Krankheiten wie Pilzbefall vorzubeugen. Versicherer können mithilfe dieser Technologie ganz neue, automatisierte Versicherungslösungen anbieten und einen Großteil der Verwaltungskosten einsparen. (tsc) Mehr Information: heliopas.com


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Tipps und Termine
Montag, 7, Oktober, bis Mittwoch, 9. Oktober 2019, Karlsruhe
“12th International Summit on Organic and Hybrid Photovoltaics Stability”
Auf dem ISOS12-Gipfel kommen internationale Photovoltaik-Expertinnen und -Experten zusammen. Themen sind unter anderem die Lebensdauer von Solarzellen sowie insbesondere die Möglichkeiten organischer und hybrider Solarzellen, sogenannter Perovskite. Ausrichter des diesjährigen Gipfels ist das Lichttechnische Institut des KIT.
isos12.kit.edu/index.php

Dienstag, 8. Oktober 2019, Karlsruhe
Smart Data & KI Tag
Das Smart Data Solution Center BW veranstaltet seinen ersten Smart Data & KI Tag am KIT. Teilnehmerinnen und Teilnehmer können sich vormittags mit Data Analytics-Experten des KIT austauschen. Am Nachmittag erfolgt ein Workshop, bei dem eigene Fragestellungen miteingebracht werden können. Die Teilnahme ist kostenfrei, eine Anmeldung ist erforderlich.
sdsc-bw.de/AnmeldungSDKIT

Mittwoch, 16. Oktober, und Donnerstag, 17. Oktober 2019, Karlsruhe
„OpenInnovation@HoLL - Energie“
Unter dem Motto „Innovation und Kooperation“ veranstaltet das Forschungszentrum Informatik, ein Innovationspartner des KIT, zwei Schwerpunkttage zum Thema Energie. Innovationsinteressierte Akteurinnen und Akteure aus Wirtschaft, Wissenschaft und öffentlichen Institutionen sind eingeladen, eigene Ideen zu teilen, Innovationspotenziale zu maximieren und sich nachhaltig zu vernetzen.
fzi.de/aktuelles/openinnovation

Mittwoch, 23. Oktober 2019, Karlsruhe
Finale „NEO2019“
Der Innovationspreis der TechnologieRegion Karlsruhe steht dieses Jahr ganz im Zeichen der Künstlichen Intelligenz (KI). Gesucht wird KI für die Arbeitswelten der Zukunft. Zu den Finalbeiträgen gehört auch ein Projekt des KIT zur simultanen Sprachübersetzung.
Ort: ZKM | Zentrum für Kunst und Medien, Lorenzstraße 19; Zeit: 18 Uhr.
technologieregion-karlsruhe.de/wir-ueber-uns/neo2019.html

Montag, 28. Oktober bis Donnerstag, 31. Oktober 2019, Karlsruhe
Science Camp KI
Das KIT möchte Schülerinnen und Schülern Künstliche Intelligenz in der Praxis darlegen. Dabei trainieren die Teilnehmer des Workshops digitale Vögel mit Hilfe einer KI und machen diese fit für einen Flugwettbewerb. Die Teilnehmerzahl ist auf 20 begrenzt, Anmeldeschluss ist der 15. Oktober.
informatik.kit.edu/scki.php

Mittwoch, 6. November, und Donnerstag, 7. November 2019, Eggenstein-Leopoldshafen
Symposium zu intelligenten hybriden Sensorsystemen
Die zweitägige Veranstaltung findet am Institut für Automation und angewandte Informatik (IAI) des KIT statt und besteht aus einem Open Forum und einem Fachsymposium. Themen sind innovative Sensorik, verteilte Sensorsysteme, neue Technologien und Anwendungsfelder.
hybridsensornet.org/symposien.html


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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 25 100 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
Leiterin Gesamtkommunikation
Pressesprecherin

Margarete Lehné
Stellvertretende Pressesprecherin

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-21157
E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

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