Die Europäische Union geht davon aus, dass „elektrisch betriebene Systeme etwa die Hälfte des in der Union erzeugten Stroms verbrauchen. […] Drehzahlregler tragen zur Steuerung der Motordrehzahl und zur Steigerung der Energieeffizienz motorisierter Systeme bei. Ihr Energieverbrauch während der Nutzungsphase ist der bedeutendste Umweltaspekt aller Phasen ihres Lebenszyklus. […] Es ist ratsam, den Stromverbrauch von Elektromotoren und Drehzahlreglern durch den Einsatz bestehender, kostengünstiger und nicht herstellerspezifischer Technologien zu reduzieren.“.
Künstliche Intelligenz (KI) bietet unter anderem die Möglichkeit, effizienter und flexibler zu produzieren, die Planung zu verbessern, Daten zu analysieren und das Verhalten eines zunehmend variablen und digital vernetzten Konsumenten vorherzusagen. Um jedoch eine intelligentere Industrie zu entwickeln, müssen noch einige Hürden überwunden werden, wie die digitale Kluft, Widerstand gegen Veränderungen, mangelndes Wissen über die Anwendung neuer KI-Technologien und fehlende Methoden zur Gewinnung und Verwaltung von Daten, die für wichtige Geschäftsprozesse nützlich sein können.
Automobilhersteller haben schon immer Merkmale hinzugefügt, um ihre Fahrzeuge von anderen Marken oder Modellen innerhalb ihrer Produktpalette abzugrenzen. Traditionell geschah dies durch die Veränderung von Motorparametern, beispielsweise durch Hubraumerhöhung, Verwendung zusätzlicher Zylinder oder den Einbau eines Turboladers. Bei Elektrofahrzeugen sind diese Differenzierungsmöglichkeiten jedoch eingeschränkt. Die meisten Verbraucher können die verschiedenen Motor- oder Wechselrichterkonstruktionen nicht unterscheiden, sodass Reichweite, Leistung und gegebenenfalls Ladegeschwindigkeit die einzigen Unterscheidungsmerkmale darstellen.
CIC energiGUNE, ein baskisches Forschungszentrum mit Schwerpunkt auf Batteriespeicherung, thermischen Energielösungen und Wasserstoff, und Ceit, ein baskisches Forschungszentrum mit Schwerpunkt auf Materialien, Fertigung, Mobilität, Digitalisierung und Kreislaufwirtschaft – beide Mitglieder der Basque Research & Technology Alliance (BRTA)– haben Forschungsarbeiten abgeschlossen, die den Einsatz von großflächiger Lasertechnologie zur Funktionalisierung von Kupferoberflächen und deren Umwandlung in Stromkollektoren für Lithium-Ionen-Batterien ermöglichen werden.
In-Mold-Elektronik (IME) ist ein revolutionäres neues Verfahren zur Integration von Elektronik in Kunststoffe während des Spritzgießprozesses.
AIMPLAS, das Institut für Kunststofftechnologie, forscht und entwickelt seit über zehn Jahren elektrisch leitfähige Kunststoffe und seit über fünf Jahren gedruckte, flexible Elektronik und deren Integration in Kunststoffteile.
Mouser Electronics Inc. hat heute die zweite Folge seines Programms „Empowering Innovation Together™ 2021“ sowie den Podcast „The Tech Between Us“ veröffentlicht. Die zweite Folge, die auf der Mouser-Website, Alexa, Apple Podcasts, Google Podcasts, iHeartRadio, Pandora und Spotify verfügbar ist, befasst sich mit Energiemanagement und dem Potenzial bisher verbotener Breitbandtechnologien.
Der Verkehrssektor ist derzeit der größte Verursacher von Treibhausgasemissionen, gefolgt von Industrie und Stromerzeugung. In diesem Zusammenhang ist der Einsatz von Leichtbaukonstruktionen, die diese Emissionen reduzieren, wie beispielsweise solche aus Verbundwerkstoffen, unerlässlich.
IDTechEx hat einen neuen technischen Marktforschungsbericht mit dem Titel „Printed and Flexible Electronics for Automotive Applications 2021-2031: Technologies and Markets“ veröffentlicht. Darin wird der aktuelle Stand der gedruckten/flexiblen Elektronik in allen Aspekten der Automobilentwicklung und -fertigung sowie die zukünftigen Möglichkeiten, die sich aus diesen Übergängen ergeben, beleuchtet.
AIMPLAS beteiligt sich an verschiedenen Projekten, die vom Erasmus+-Programm der Europäischen Union kofinanziert werden, sowie an einem Projekt, das vom Marie-Skłodowska-Curie-Programm (H2020) der Europäischen Union gefördert wird. Ihr gemeinsames Ziel ist es, Kunststoffe und ihre Technologien durch die Ausbildung von Fachkräften in Sektoren einzuführen, in denen sie einen Mehrwert bieten können, wie beispielsweise im Gesundheitswesen, im Umweltschutz und im Bauwesen.
Mit einer Leistung von rund zehn Megawatt sind die heutigen Offshore-Windkraftanlagen gewaltig. Ihre gigantischen Gondeln – die Generator, Rotor und über 100 Meter lange Rotorblätter beherbergen – ragen auf einem Stahlturm empor. Dieser Turm wiederum ruht im Meer auf kolossalen Stahlrohren, sogenannten Monopiles, die derzeit einen Durchmesser von bis zu zehn Metern aufweisen und 1.500 Tonnen wiegen.
AIMPLAS, das Technologische Institut für Kunststoffe, führt mit finanzieller Unterstützung von IVACE das Projekt MICROPLASTICS_2020 durch, das die Entwicklung einer standardisierten Methodik für den Nachweis, die Identifizierung und die Quantifizierung von Mikroplastik (Kunststofffragmente kleiner als 5 mm) ermöglichen soll, um deren Vorhandensein in verschiedenen Phasen industrieller Prozesse zu kontrollieren.
Der Europäische Wiederaufbauplan (Next Generation EU) verfolgt ein klares Ziel: die Transformation der europäischen Produktionsstruktur auf der Grundlage zweier Säulen – Digitalisierung und Nachhaltigkeit. Auch der spanische Wiederaufbau-, Transformations- und Resilienzplan (España Puede) sieht die Modernisierung und Digitalisierung des Industriesektors als zentralen Motor für nachhaltiges und inklusives Wachstum in den kommenden Jahren.
AIMPLAS, das Technologische Institut für Kunststoffe, und INESCOP, das Technologische Zentrum für Schuhe, leiten das vom Valencianischen Institut für Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft (Ivace) finanzierte Projekt ECOGLUEII, dessen Ziel die Entwicklung einer neuen Generation von Bioklebstoffen ist, die in den Bereichen Schuhe, Transport und Bauwesen validiert werden sollen.
Die British Touring Car Championship (BTCC) hat sich seit 1958 zu einer echten Tradition entwickelt und ist ein spektakuläres Event mit über 30 hochmodernen Tourenwagen, die um den Sieg kämpfen. 2022 wird diese Meisterschaft eine neue Dimension erreichen und als erste große Tourenwagen-Weltmeisterschaft Hochleistungs-Mildhybridfahrzeuge zulassen.
Yamaha Motor hat die Entwicklung eines branchenführenden Elektromotors angekündigt. Dieser Motor ist für den Einsatz in Hyper-EV-Modellen und anderen Produkten im Segment der Hochleistungsmobilität vorgesehen. Die Bestellannahme für die Prototypenentwicklung beginnt im April.
Die Herstellung von Elektrofahrzeugen mit Batterien für 1.600 km Reichweite ist unkompliziert, und die Auswirkungen auf die Marktakzeptanz werden erheblich sein. So müsste ein typischer Stadtbewohner sein Fahrzeug heute beispielsweise nur noch alle zwei Monate aufladen, und zwar ausschließlich im Urlaub, wenn Ladestationen rar sind.
Da die Solarkarosserie bereits einen Teil der Arbeit erledigt hat, werden selbst die schwachen, bestehenden Ladegeräte keine nennenswerte Verzögerung verursachen. Tatsächlich ist die Solarkarosserie ein Merkmal, das batterieelektrische Fahrzeuge in den meisten Teilen der Welt plötzlich akzeptabel machen kann, das Marktpotenzial erhöht und Skaleneffekte in der Produktion beschleunigt, wodurch sie erschwinglicher werden. Gleichzeitig ließen sich aktuelle Elektrofahrzeuge leichter an die Landbevölkerung verkaufen, wenn sie ein faltbares „Rettungsboot“ mit Solarpaneelen als optionale Ausstattung anbieten würden.
Mit weltweit installierter Photovoltaikleistung von rund 770 Gigawatt (GW) Ende 2020, die größtenteils in großen Solarkraftwerken konzentriert war, stellt die ländliche Elektrifizierung mittels Photovoltaik derzeit noch einen Minderheitsanteil dar. Laut Weltbankdaten haben jedoch weltweit immer noch 770 Millionen Menschen keinen Zugang zu Elektrizität, und Photovoltaik ist eine der Technologien, die dazu beitragen, diese Lücke zu schließen.
Indra führt ein Pilotprojekt zur Erstellung einer Wärmebildkarte des gesamten Madrider U-Bahn-Netzes durch, um unter anderem die mögliche Nutzung dieser Energie zu untersuchen sowie die Erkennung von Bränden oder Überhitzung in Risikogebieten zu erleichtern.
Mit der zunehmenden Verbreitung elektronischer Geräte benötigen viele neue Anwendungen ein Display. Dieser Anstieg drahtlos vernetzter, funktionaler Geräte stellt einen spannenden technologischen Wandel dar, der unsere Interaktion mit bisher leblosen Objekten grundlegend verändern könnte. Es bieten sich zahlreiche Möglichkeiten für kostengünstige Displays, die in preiswerte und sogar Einwegprodukte integriert werden können.
Photovoltaik ist heute eine Schlüsseltechnologie für Landfahrzeuge und Schiffe. Bevorzugt wird monokristallines Silizium, das sich mittlerweile sogar für Seitenwandanwendungen eignet. Auf Schiffen wurde es früher beidseitig durch Acrylglasplatten geschützt, wodurch es sich bei der Installation falten ließ. Diese Konstruktion wies jedoch Schwächen hinsichtlich Festigkeit und Witterungsbeständigkeit auf. Polycarbonat, das deutlich robuster und langlebiger ist, setzt sich nun zunehmend durch.
Flugtaxis und fliegende Autos sind leicht vorstellbar. Wir alle sind mit Zukunftsvisionen aufgewachsen, in denen fliegende Fahrzeuge zwischen Wolkenkratzern hindurchsausen. Der neue IDTechEx-Bericht „Air Taxis: Electric Vertical Take-Off and Landing Aircraft 2021–2041“ ist keine Übertreibung. Diese unabhängige Studie über elektrisch betriebene Senkrechtstart- und Landeflugzeuge (eVTOL) für den Passagiertransport spiegelt die Realität des eVTOL-Marktes in dieser frühen Entwicklungsphase wider.
Die additive Fertigung von Elektronik ist ein aufstrebender Ansatz, der gedruckte Elektronik in die dritte Dimension erweitert. Das Drucken sowohl des Strukturmaterials als auch der Leiterbahnen bietet Vorteile wie größere Designfreiheit, schnellere Entwicklungszyklen und kompaktere Bauteile.
Einem Team um die Physiker Christoph Utschick und Professor Rudolf Gross von der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, eine Spule aus supraleitenden Drähten herzustellen, die berührungslos und mit minimalen Verlusten Leistungen von über fünf Kilowatt übertragen kann. Das breite Anwendungsspektrum umfasst autonome Industrieroboter, Medizintechnik, Fahrzeuge und sogar Flugzeuge.
Die kontaktlose Energieübertragung hat sich bereits als Schlüsseltechnologie zum Laden kleiner Geräte wie Mobiltelefone und elektrische Zahnbürsten etabliert. Anwender wünschen sich auch die Verfügbarkeit kontaktloser Ladetechnologie für größere elektrische Maschinen wie Industrieroboter, medizinische Geräte und Elektrofahrzeuge.
Diese Geräte könnten an einer Ladestation platziert werden, wenn sie nicht in Gebrauch sind. Dadurch ließen sich selbst kurze Ausfallzeiten effektiv zum Aufladen ihrer Akkus nutzen. Die derzeit verfügbaren Übertragungssysteme für Hochleistungsladung im Kilowattbereich und darüber sind jedoch groß und schwer, da sie auf Kupferspulen basieren.
In Zusammenarbeit mit den Firmen Würth Elektronik eiSos und dem Spezialisten für supraleitende Beschichtungen Theva Dünnschichttechnik ist es einem Team von Physikern unter der Leitung von Christoph Utschick und Rudolf Gross gelungen, eine Spule mit supraleitenden Drähten zu entwickeln, die in der Lage ist, kontaktlose Energie in der Größenordnung von mehr als fünf Kilowatt (kW) ohne nennenswerte Verluste zu übertragen.
Reduzierung von Wechselstromverlusten in Supraleitern:
Um dies zu erreichen, mussten die Forscher eine Herausforderung meistern. Auch in supraleitenden Übertragungsspulen treten geringe Wechselstromverluste auf. Diese Verluste nehmen mit steigendem Übertragungswirkungsgrad zu, was eine entscheidende Folge hat: Die Oberflächentemperatur der supraleitenden Drähte steigt, und die Supraleitfähigkeit sinkt rapide.
Die Forscher entwickelten eine spezielle Spulenkonstruktion, bei der die einzelnen Spulenwicklungen durch Abstandshalter voneinander getrennt sind. „Dieser Trick reduziert die Wechselstromverluste in der Spule deutlich“, sagt Christoph Utschick. „Dadurch ist eine Leistungsübertragung bis in den Kilowattbereich möglich.“.
Optimierung mittels analytischer und numerischer Simulationen.
Das Team wählte für seinen Prototyp einen Spulendurchmesser, der eine höhere Leistungsdichte als bei kommerziell erhältlichen Systemen ermöglichte. „Die Grundidee supraleitender Spulen besteht darin, den geringstmöglichen Widerstand gegen Wechselstrom auf kleinstem Raum zu erreichen und so die reduzierte geometrische Kopplung zu kompensieren“, erklärt Utschick.
Dies zwang die Forscher, einen grundlegenden Konflikt zu lösen. Würde man den Abstand zwischen den Windungen der supraleitenden Spule verringern, wäre die Spule zwar sehr kompakt, es bestünde aber die Gefahr, dass die Supraleitung im Betrieb zusammenbricht. Größere Abstände hingegen würden eine geringere Leistungsdichte zur Folge haben.
„Wir haben den Abstand zwischen den einzelnen Wicklungen mithilfe analytischer und numerischer Simulationen optimiert“, sagt Utschick. „Der Abstand entspricht in etwa der halben Breite des Leiterbandes.“ Die Forscher wollen nun daran arbeiten, die übertragbare Leistung weiter zu erhöhen.
Spannende Anwendungsgebiete:
Bei Erfolg eröffnen sich zahlreiche spannende Anwendungsbereiche, darunter Industrierobotik, autonome Fahrzeuge und Hightech-Medizintechnik. Utschick sieht sogar elektrische Rennwagen vor, die dynamisch auf der Rennstrecke geladen werden können, sowie autonome Elektroflugzeuge.
Die großflächige Anwendbarkeit des Systems steht jedoch noch vor einer Herausforderung. Die Spulen benötigen eine ständige Kühlung mit flüssigem Stickstoff, und die verwendeten Kühlbehälter dürfen nicht aus Metall bestehen. Andernfalls würden sich die Wände der Metallbehälter im Magnetfeld erheblich erhitzen, ähnlich wie ein Topf auf einem Induktionskochfeld.
„Einen solchen Kryostaten gibt es derzeit nicht auf dem Markt. Dies erfordert einen erheblichen Entwicklungsaufwand“, sagt Rudolf Gross, Professor für Technische Physik an der Technischen Universität München und Direktor des Walther-Meissner-Instituts der Bayerischen Akademie der Wissenschaften. „Die bisherigen Ergebnisse stellen jedoch einen wichtigen Fortschritt für die kontaktlose Energieübertragung bei hohen Leistungspegeln dar.“.
Veröffentlichung:
Christoph Utschick, Cem Som, Ján Souc, Veit Große, Fedor Gömöry und Rudolf Gross.
Supraleitende drahtlose Energieübertragung jenseits von 5 kW mit hoher Leistungsdichte für industrielle Anwendungen und schnelles Laden von Batterien.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2. Februar 2021.
Link: https://ieeexplore.ieee.org/document/9345521
Weitere Informationen:
Der Kooperationspartner Würth Elektronik eiSos definierte das Thema und finanzierte die dieser Publikation zugrunde liegende industrielle Vermarktung. Wesentliche Teile der Forschung wurden am Walther-Meissner-Institut (WMI) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften durchgeführt. Die verwendeten Hochtemperatur-Supraleiter wurden von Theva Dünnschichttechnik, einem Spin-off-Unternehmen der Technischen Universität München, geliefert.
Fujitsu Laboratories Ltd. und die Universität Hokkaido haben die Entwicklung einer neuen Technologie angekündigt, die auf dem Prinzip der „Erklärbaren KI“ basiert und den Nutzern automatisch die Schritte anzeigt, die erforderlich sind, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen. Grundlage dafür sind KI-Informationen über Daten wie beispielsweise medizinische Gutachten.
Photonische integrierte Schaltungen (PICs) nutzen Prozesse der Halbleiterindustrie, um verschiedene optische Funktionen auf einem einzigen Chip zu integrieren. Ihre Entwicklung gewinnt zunehmend an Bedeutung in der Hochgeschwindigkeitskommunikation, in Rechenzentren und in Systemen, die für hohe Belastungen ausgelegt sind.
Spanien verfügt nun über einen Kapazitätsmarkt. Die Verordnung TED/966/2026 schafft einen neuen Mechanismus zur Vergütung der Verfügbarkeit von gesicherter Leistung im spanischen Stromnetz und eröffnet damit eine neue Einnahmequelle für flexible Technologien wie Batteriespeichersysteme (BESS).
Das Technologiezentrum Tekniker, ein Mitglied der Basque Research and Technology Alliance (BRTA), erforscht gemeinsam mit Erreka Medical und dem Technologiezentrum Gaiker die Integration von Gentechnologien und elektrochemischen Sensoren in Einweg-Mikrofluidik-Chips zum Nachweis von Krankheitserregern...
In den vergangenen drei Jahrzehnten hat der Aufstieg kleinerer erneuerbarer Energiequellen, wie beispielsweise Photovoltaik-Solaranlagen und Windkraftanlagen, in Kombination mit intelligenter Netztechnologie, die Interaktion von Haushalten und Unternehmen mit dem Stromnetz grundlegend verändert...
Drohnen können ein Risiko für die Sicherheit von Flughäfen, kritischer Infrastruktur, militärischen Anlagen und Großveranstaltungen darstellen. Allerdings sind sie schwer zu entdecken, wenn sie außer Sichtweite fliegen, beispielsweise bei eingeschränkter Sicht.
Das Eurecat-Technologiezentrum beteiligt sich am Projekt TECSOL-FRUT, das ins Leben gerufen wurde, um zwei der größten Herausforderungen des Agrarsektors anzugehen: die Anpassung der Nutzpflanzen an den Klimawandel und die Notwendigkeit, zu einem nachhaltigeren Energiemodell überzugehen.
Der steigende Silberpreis dominiert häufig die Diskussionen um den Markt für leitfähige Tinten. Als vorherrschendes leitfähiges Material in der gedruckten Elektronik macht Silber einen erheblichen Anteil der Formulierungskosten aus und treibt die Forschung in diesem Bereich voran.
Seit der Entwicklung von Leistungsdioden und Thyristoren in den 1950er Jahren ist Silizium lange Zeit das dominierende Material in der Leistungselektronik gewesen, mit Anwendungen von Elektrofahrzeugen bis hin zu Windkraftanlagen. Doch das Aufkommen von...
Der Sektor der humanoiden Robotik befindet sich im Übergang von der Prototypenentwicklung und Demonstrationen hin zu strukturierten Pilotprojekten und der ersten kommerziellen Anwendung. Der neue IDTechEx-Bericht „Humanoid Robot Materials 2026–2036: Technologies, Players, and Forecasts“ prognostiziert Folgendes: ….
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