Alle Artikel mit dem Schlagwort: Kohlenstoff

Forscher Amir Mohammad beschichtet in einer hermetischen Box eine Alu-Folie mit Polymeren, um daraus eine der neuen Akkuzellen zu generieren. Foto: A. Hiekel für die TU Bergakademie Freiberg

Autark und feuerfest: Bergakademie Freiberg entwickelt Alu-Akku für Solarhäuser

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Sachsen wollen Technologie nun für stationäre Energiespeicher serienreif machen Freiberg, 6. September 2024. Freiberger Forscher haben einen Akku aus Aluminium, Kohlenstoff und festen Polymer-Elektrolyten entwickelt. Diese Energiespeicher sind im Vergleich zu den meisten heutigen Batterien billiger und feuerfester, zudem müsste Deutschland dafür keine strategisch vergleichsweise knappen Rohstoffe wie Lithium importieren. Das sächsische Wissenschaftsministerium schießt nun eine Viertelmillion Euro zu, damit die Bergakademie Freiberg diese neue Akku-Technologie für eine Serienproduktion fit machen kann. Wissenschaftler und Wirtschaftspolitiker wittern in den Alu-Polymer-Festkörperakkus viel Marktpotenzial als stationäre Energiespeicher für Häuser mit Solardächern. Das geht aus einer Mitteilung der Uni Freiberg hervor.

Flexible Perowskit-Solarzellen von der Rolle. Foto: VTT Oy

Pearl-Konsortium will Perowskit-Solarzellen alltagstauglicher machen

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

25 % Ausbeute und längerer Lebensdauer stehen auf der Tagesordnung Dresden, 7. August 2024. Billigere Solaranlagen mit einer hohe Strom-Ausbeute sind das Ziel des „Pearl“-Forschungskonsortiums, zu dem sich zehn europäische Institute und Unternehmen formiert haben. Sie wollen gemeinsam preiswert herstellbare und biegbare Perowskit-Solarzellen mit Kohlenstoff-Elektroden entwickeln, die mindestens ein Viertel der auftreffenden Sonnenenergie in Strom umwandeln – und zugleich langlebiger und stabiler arbeiten als bisherige Perowskit-Lösungen. Das hat das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) in Dresden mitgeteilt, das zu den Projektpartnern gehört.

Die Visualisierung zeigt, wie sich ein Qubit (rotes Element im Silizium-Karbid-Kristall) durch ein spezielles Scheiben-Bauelement (oben) ansteuert lässt. Grafik: Mauricio Bejarano via HZDR

Quanten-Computer plaudern per Magnetwelle

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Goldenes Omega hilt Dresdner Helmholtz-Forschern, Qubits zu steuern Dresden, 21. März 2024. Um leistungsstärkere und stabiler funktionierende Quantencomputer zu bauen, schlagen Dresdner Helmholtz-Forscher eine alternatives Bauweise vor: Statt die Qubits – also die kleinsten Bauelemente in einem Quantenrechner – durch Mikrowellen anzusteuern und zu vernetzen, wie es beispielsweise Google und IBM tun, wollen die Sachsen eine Art Magnetwellen dafür einsetzen. Wie sich diese „Magnonen“ mit Hilfe eines goldenen Omega-Buchstabens künftig in Chipfabriken erzeugen lassen, hat das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) nun demonstriert.

Graphen besteht im Idealfall jeweils aus nur einer Lage von zweidimensional vernetzten Kohlenstoff-Atomen. Solche 2D-Materialien haben - je nach konkretem Design - ganz besondere Eigenschaften. Sie können beispielsweise Strom sehr gut leiten, Wasserstoff speichern, besonders feste Werkstoffe abgeben - oder eben Terahertz-Strahlen umwandeln. Visualisierung: Dall-E

Graphen-Hitzeschild für Elektroauto-Akkus

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Sixonia Dresden und Haze Toronto wollen mit intelligenten Kohlenstoff-Gehäusen für mehr Reichweite und Lebensdauer sorgen Dresden/Toronto, 21. Januar 2024. Um die Reichweite von Elektroautos auszuweiten und die Akkus darinnen langlebiger und temperatur-unabhängiger zu machen, haben sich die kanadische Carbon-Firma „Haze Automotive“ und der Dresdner Graphen-Hersteller „Sixonia Tech“ zusammengetan. Zusammen haben sie „intelligente“ und besonders leichte Akku-Gehäuse für Stromer entwickelt.

Die Kohlenstoffverbindung Graphit ist allgegenwärtig: in "Bleistiften", die längst kein Blei mehr enthalten, auf Akku-Elektroden, in Kernreaktoren und anderswo. Europa kann seinen Bedarf an diesem scheinbaren Bagatell-Rohstoff nicht selbst decken - ein Grund mehr neben den ökologischen Erwägungen, das Akku-Recycling zu verbessern. Grafik (KI-generiert): Dall-E

Akkurecycling-Expertin aus Freiberg mit EIT-Preis ausgezeichnet

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Anna Vanderbruggen mahlt und verschäumt alte Energiespeicher, um ihnen das Graphit zu entlocken Freiberg, 16. Oktober 2022. Europa wird als Nebeneffekt seiner geplanten Energie- und Verkehrswende immer mehr von Graphit-Importen abhängig. Bis 2040 wird sich der Bedarf allein an natürlichem Graphit laut „Syrah Resources“ auf über zehn Millionen Tonnen verzehnfachen – und den größten Teil davon beziehen die Europäer von auswärts. Ein Treiber dafür ist der Umstieg von Verbrennern auf Stromer, denn die Kohlenstoff-Kristalle machen – neben Lithium, Kobalt und weiteren Stoffen – etwa 15 bis 25 Prozent vom Gesamtgewicht heutiger Lithium-Ionen-Akkumulatoren für Elektroautos aus. Um diese steigende Importabhängigkeit zu mindern, das Wachstum der Müllberge zu begrenzen und die Umwelt zu entlasten, hat die Geologin Anna Vanderbruggen vom Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Graphit aus Alt-Akkus herausschäumen und zurückgewinnen lässt. Für ihre Doktorarbeit, in der sie diese Methode vorstellt, hat das Europäische Innovations- und Technologieinstitut (EIT) die Forscherin nun mit einem „Change Award“ ausgezeichnet. Das hat das HIF-Mutterinstitut, das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR, mitgeteilt.

Der Saxonq-Quantencomputer (das eigentliche Herzstück ist rechts auf dem Tisch) beim Silicon-Saxony-Day 2022. Foto: Heiko Weckbrodt

Saxonq entwickelt mobilen Quantencomputer für Autos

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Leipziger schlauen Diamanten durch Beschuss mit Stickstoff-Ionen auf Leipzig, 15. Juli 2022. Die Leipziger Uni-Ausgründung „Saxonq“ will mit einem eigenen mobilen Quantencomputer im noch jungen Markt für quantentechnologische Systeme reüssieren. „Wir haben ein System, das auch schon bei Zimmertemperatur funktioniert“, betont Saxonq-Mitbegründer Prof. Jan Meijer. Nach Angaben des Unternehmens handelt es sich um den erste mobilen Quantencomputer dieser Art weltweit.

Fraunhofer-Experten forschen am THM in Freiberg auch an elektrochemischen Verfahren für das Rohstoffrecycling von Batteriematerialien. Foto: Fraunhofer IKTS

3,6 Millionen Euro für Carbonbeton und Kreislaufwirtschaft

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Wirtschaftsministerium stuft „Circular Saxony“ und C³ als Innovationscluster ein Dresden/Chemnitz, 7. Juli 2022. Um die Arbeit an neuen Leichtbaumaterialien und einer besseren Kreislaufwirtschaft voranzutreiben und die Resultate in die Praxis zu transferieren, hat der sächsische Wirtschaftsminister Martin Dulig (SPD) für zwei Netzwerke als „Innovationscluster“ eingestuft und ihnen über 3,6 Millionen Euro zugesagt: Der Kreislaufwirtschafts-Verbund „Circular Saxony“ bekommt 1,48 Millionen Euro vom Freistaat, das Carbonbeton-Konsortium „C³ Saxony“ weitere 2,15 Millionen Euro. Das geht aus einer Mitteilung des Wirtschaftsministeriums hervor.

Prof. Manfred Curbach steht neben einer Treppe und einem Muster, die zeigen, wie dünn und doch stabil mit Carbonbeton gebaut werden kann. Foto: Heiko Weckbrodt

Weltweit erstes Karbonbeton-Haus in Dresden im Herbst 22 fertig

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Betonverbrauch soll sich durch neuen Leichtbaustoff halbieren Dresden, 3. Februar 2022. Das weltweit erste Carbonbetonhaus ist nun in Dresden rohbaufertig und soll im September 2022 fertig sein. Die Bauingenieure um Prof. Manfred Curbach von der TU Dresden wollen damit den Beweis antreten, das ihr neues Leichbaumaterial praxistauglich ist, ganz neue Architekturentwürfe zulässt – und das zu ähnlichen Kosten wie Stahlbeton. Vor allem aber soll der mit Stäben und Netzen aus Kohlenstofffasern bewehrte Beton eine ökologische Revolution in der Bauwirtschaft auslösen.

Oliver Ahlberg und Taavi-Madiberk von Skeleton zeigen ihre Ultrakondensatoren. Foto: Skeleton

Neue Kapitalspritze für Skeleton

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Esten wollen in ihrer Fabrik in Sachsen mehr Stromspeicher bauen Tallin/Großröhrsdorf, 28. Januar 2022. Europäische Risikokapitalisten investieren weitere 37,6 Millionen Euro in „Skeleton Technologies“. Das hat das estnisch-sächsische Energiespeicher-Unternehmen in Tallinn mitgeteilt. Die Skeleton-Chefs wollen mit dem Geld die Produktion von Superkondensatoren (Supercaps) in ihrer Fabrik in Großröhrsdorf bei Dresden ausbauen und die Weiterentwicklung von graphen-basierten Supercaps vorantreiben.

Zwei Experten stehen vor einer Laserbogen-Anlage mit einer Kohlenstoff-Quelle (ganz links im Bild) und begutachten kohlenstoff-beschichtete Bauteile. Foto: Jürgen Jeibmann für das Fraunhofer IWS Dresden

Suprageschmierter Motor der Zukunft verpulvert weniger Energie

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Fraunhofer Dresden arbeitet an Maschinen, die kaum noch Energie durch Reibung und Abwärme vergeuden Dresden, 12. Oktober 2021. Damit Elektrofahrräder künftig mit einer Akkuladung weiter kommen als bisher und Industriemaschinen nicht mehr so viel Strom in Form von Reibung und Abwärme vergeuden, arbeitet das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden gemeinsam mit Industrie- und Forschungspartnern an nahezu reibungsfreien Motoren und Getrieben. Im Zuge der Verbundprojekte „Prometheus“ und „Chephren“ wollen die Forscher durch extrem harte Kohlenstoffbeschichtungen, die sie mit neuartigen Super-Schmierstoffen kombinieren, die Energie- und Ökobilanz von Autos und anderen Maschinen deutlich verbessern.

Prof. Dr. Christoph Tegenkamp erforscht atomar dünne Kohlenstoffschichten wie Graphen. Foto/Montage: Rico Welzel und Jacob Müller für die TUC

TU Chemnitz richtet neue Forschungsgruppe für 2D-Materialien ein

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DFG schießt 3,8 Millionen Euro zu Chemnitz, 1. Oktober 2021. Die TU Chemnitz bekommt eine neue Forschungsgruppe für Quantenmaterialien. Das interdisziplinäre und standortübergreifende Physikerteam wird sich mit „Proximity-induzierten Korrelationseffekten in niedrigdimensionalen Strukturen“ beschäftigen und bekommt dafür insgesamt rund 3,8 Millionen Euro von der „Deutschen Forschungsgemeinschaft“ (DFG). Das haben die Technische Universität Chemnitz und die DFG mitgeteilt.

Carbonnetze ersetzen Stahl als Beton-Bewehrung. Im Hintergrund ist das entstehende Carbonbetonhaus "Cube" in Dresden zu sehen. Foto: Heiko Weckbrodt

„Carbonbeton ist der Megatrend des 21. Jahrhunderts“

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Neues leitfähiges Leichtbaumaterial soll künftig auch Parkplätze im Winter eisfrei halten Dresden, 29. Juli 2021. Der neue Baustoff „Carbonbeton“ aus Dresden ermöglicht nicht nur besonders grazile Architekturen, sondern beherrscht aus sich heraus auch viele andere Raffinessen, die bisher nur mit aufwendigen Zusatzinstallationen realisierbar waren. Darauf haben Experten der TU Dresden hingewiesen. In Zukunft wird demnach das neue Leichtbaumaterial zum Beispiel ganze Wände in Heizungen verwandeln, aber auch Parkplätze und Flughafenflächen im Winter eisfrei halten. Denn statt Stahl enthält das Carbonbeton dünne Kohlenstoff-Fasernetze. Die sind nicht nur stabil, sondern auch leitfähig, und daher als Heizelemente und elektrische Leitungen nutzbar. Dadurch wird der Baustoff selbst zur Heizung und zum Stromnetz. Auch deshalb glaubt Frank Schladitz vom Bauforschungsverbund „C³ – Carbon Concrete Composite“ fest an das noch junge Leichtbaumaterial: „Carbonbeton ist der Megatrend des 21. Jahrhunderts im Bauwesen“, ist er überzeugt.

Super-Energiespeicher aus Kohle

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Hamburger Akademiepreis für Graphen-Forscher Xinliang Feng und Klaus Müllen aus Dresden und Mainz Dresden, 26. Juni 2017. Für ihre herausragenden Arbeiten an zweidimensionalen Kohlenstoff-Netzen – sogenannten „Graphenen“ – hat die Akademie der Wissenschaften in Hamburg nun zwei Forscher in Dresden und Mainz geehrt: Xinliang Feng vom Zukunftselektronikzentrum „cfaed“ der TU Dresden und Klaus Müllen vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz bekommen den „Hamburger Wissenschaftspreis 2017“. Mit 100 000 Euro Preisgeld ist er der höchstdotierte Preis einer deutschen Wissenschaftsakademie.

Schon die Felsenkeller-Brauerei hatte neben dem Eiswurm-Lager ein eigenenes Laboratorium. Foto (bearbeitet): Heiko Weckbrodt

Roter Riese glüht im Eiswurmlager

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Mit einem unterirdischen Beschleuniger wollen Dresdner Physiker das Innere von Riesensternen simulieren Dresden, 27. April 2017. Fast wie ein zu groß geratener Photonen-Torpedo aus den „Enterprise“-Filmen sieht der acht Meter lange Koloss aus, der da zwischen den Felswänden schwebt. Langsam, ganz langsam senkt sich das zehn Tonnen schwere Aggregat auf ein blaues Bett aus Stahl. Der Vorarbeiter hebt den Helm, sucht die Augen des Kranfahrers, spreizt Daumen und Zeigefinger leicht: vier Zentimeter noch. Dann sitzt der Beschleuniger so, dass ihn die stählernen Chaisenträger in den Stollen hieven können. Die Physiker ringsum nicken zufrieden: Ja, das sieht gut aus. Der Rote Riese ist im Eiswurmlager in Dresden-Coschütz gelandet. Die ehemalige Felsenkeller-Brauerei wird damit als Forschungsstandort weiter ausgebaut.

Nobelpreisträger u´nd Graphen-Miterfinder Konstantin Sergejewitsch Novoselov beim besuch an der TU Dresden. Foto: Heiko Weckbrodt

2D-Physik gegen den Smartphone-Tod

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Nobelpreisträger Novoselov skizziert in Dresden, wo die Reise mit dem „Wundermaterial“ Graphen hingehen könnte Dresden, 16. September 2016. Mit neuartigen zweidimensionalem Werkstoffen konstruieren einige Elektronikkonzerne inzwischen erste bruchfeste Smartphone-Bildschirme. Statt zu zerbersten, biegen sich diese Displays und federn dann wieder in ihre Originalform zurück. Möglich machen dies unter anderem atomare Graphen-Netze: purer zweidimensional verknüpfter Kohlenstoff, der nur eine Atomlage dünn, aber flexibel, extrem haltbar und gut leitfähig ist. Und diese innovative Werkstoff-Technologie steht gerade erst am Anfang, hat heute der russisch-britische Graphen-Erfinder Konstantin Sergejewitsch Novoselov bei einem Besuch in Dresden prognostiziert.