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element14 feiert am 26. März das vierte Jubiläum seines beliebten monatlichen Designwettbewerbs Project14 mit dem Start des Wettbewerbs „Angriff der Drohnen“. Der Wettbewerb ist eine Hommage an die Science-Fiction und ihren Einfluss auf die Drohnentechnologie.
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Die Saft- Batterien wurden von Colas Rail, einem international tätigen Unternehmen für die Planung, den Bau und die Instandhaltung von Eisenbahninfrastruktur, ausgewählt, um im Rahmen eines strategischen Modernisierungsprogramms der Eisenbahninfrastruktur in Serbien die Notstromversorgung für wichtige Signalanlagen sicherzustellen. Die Batterien werden entlang einer 58 Kilometer langen Strecke installiert, um die Signal- und Kommunikationsausrüstung zu unterstützen.
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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.
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Farnell hat einen internationalen Vertriebsvertrag mit Micron Technology, einer führenden und etablierten Marke im Markt für Speicherlösungen, unterzeichnet. Die Aufnahme von Micron in Farnells Halbleiterportfolio stärkt das Angebot und bietet Kunden Zugang zu erstklassigen Speicherbausteinen für zukunftsweisende Technologien wie künstliche Intelligenz und 5G.
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Digi-Key Electronics hat eine verbesserte Rückverfolgbarkeitsfunktion namens „Part Tracking“ eingeführt, die gedruckte Informationen direkt auf den zugeschnittenen Produkten anzeigt. Diese Neuerung ermöglicht es Ingenieuren, ihre Bauteile besser zu organisieren und die Rückverfolgbarkeit zu verbessern.
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Total und Microsoft haben eine strategische Partnerschaft vereinbart, um die digitale Transformation voranzutreiben und den Weg zu Netto-Null-Emissionen zu unterstützen.
Die dynamische Entwicklung beider Unternehmen in ihren jeweiligen Kompetenzbereichen und ihre Innovationsprojekte bieten zahlreiche Möglichkeiten für eine langfristige Zusammenarbeit.
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Nexperia hat eine umfassende Partnerschaft mit United Automotive Electronic Systems Co. (UAES) im Bereich Galliumnitrid (GaN)-Leistungshalbleiterbauelemente bekannt gegeben. Das Programm konzentriert sich auf Stromversorgungssysteme für Elektrofahrzeuge und hat die gemeinsame Entwicklung von Automobilanwendungen auf Basis der GaN-Technologie zum Ziel.
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RS Components (RS), eine Handelsmarke von Electrocomponents plc, hat eine Vereinbarung zur Übernahme von John Liscombe Limited (Liscombe), einem Anbieter von Arbeitsschutzausrüstung und persönlicher Schutzausrüstung (PSA), getroffen. Zusammen mit Needlers, der jüngsten Akquisition von Electrocomponents – einem auf die Lebensmittelindustrie spezialisierten PSA-Hersteller – werden die beiden Unternehmen ein umfassendes Produktsortiment und Expertise in wichtigen Bereichen der Arbeitssicherheit und PSA anbieten.
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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.
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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.
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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.
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Um zur Umsetzung des europäischen Wiederaufbauplans Next Generation EU und des von der Regierung vorgelegten Wiederaufbau-, Transformations- und Resilienzplans beizutragen, hat die Plattform EsPlásticos einen Vorschlag für ein großes Leitprojekt rund um die Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen und Innovation eingebracht, um so den ökologischen Wandel zu fördern, der neben der digitalen Transformation, dem sozialen und territorialen Zusammenhalt und der Gleichstellung eine der Säulen des Plans ist.
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