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Ein neuer Typ von Solarzellen auf der Basis sogenannter Organo-Halogenid-Perowskite hat in den letzten Jahren eine rasante Karriere als hocheffiziente neue Alternative im Bereich der Dünnschichtsolarzellen erlebt. In den letzten Jahren schnellten die Effizienzen sprunghaft in die Höhe, mit aktuell über 26% Effizienz (Research Cell Efficiency Records, NREL https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html).

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Ein neuer Typ von Solarzellen auf der Basis sogenannter Organo-Halogenid-Perowskite hat in den letzten Jahren eine rasante Karriere als hocheffiziente neue Alternative im Bereich der Dünnschichtsolarzellen erlebt. In den letzten Jahren schnellten die Effizienzen sprunghaft in die Höhe, mit aktuell über 26% Effizienz (Research Cell Efficiency Records, NREL https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html).

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Algenkraftwerk: Strom, Heizung, Treibstoff UND Nahrungsmittel der Zukunft! | Breaking Lab

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Modellgemeinde Wildpoldsried  |  politik direkt

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https://youtu.be/BnSPk-cFLEY?si=zEBDI063HXneHCRH

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Das größte Projekt, das (fast) keiner kennt

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Kleider aus Co2-Fäden, wie fanrastisch!

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In zwei Forschungsprojekten ist es gelungen, elastische Textilfasern auf CO2-Basis herzustellen und so Erdöl als Rohstoff teilweise zu ersetzen. Covestro und seine Partner, vor allem das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University sowie Textilhersteller, entwickeln die Produktion in den Industriemaßstab und wollen die neuartigen Fasern zur Marktreife bringen.

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Warum das Netz im Netz für die Energiewende immer wichtiger wird

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Mikronetze haben viele Vorteile. Hier ein Projekt im schönen Allgäu.

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Microgrids sind autarke Inselnetze und können helfen, das große Verteilnetz zu entlasten.

Wildpoldsried Es dauerte nur ein paar Minuten, dann waren 30 Häuser in der Salzstraße mitten im beschaulichen Wildpoldsried von der Stromversorgung abgekoppelt. Schlagartig gingen die Lichter aus. Einen kurzen Moment später tönte wieder Musik aus den Lautsprechern in den Wohnungen, die Kaffeemaschine brühte weiter und der Föhn sprang wieder an - immer noch ohne Netzanschluss.

Stattdessen versorgten Wind, Sonne, Biomasse und eine Batterie die Häuser mehrere Stunden mit Strom. So erzählen es die Wilpoldsrieder. Das Experiment sollte beweisen, dass eine stabile Energieversorgung aus 100 Prozent grünen Quellen technisch machbar ist - ohne Blackout, ohne Zwischenfall. Und genau das ist gelungen.

Möglich gemacht hat das in erster Linie ein so genanntes Mikronetz, das Häuser und Erzeugungsanlagen untereinander vernetzt. Solche Insellösungen dienen eigentlich der Stromversorgung in abgelegenen Gebieten. Mittlerweile werden sie aber auch für die Energiewende immer wichtiger.

Microgrid, wie das Netz im Netz auf Englisch genannt wird, werden in der Regel zur Versorgung von Orten genutzt, in denen es keine Verbindung zu einer überregionalen Stromversorgung gibt. So entsteht eine Art Mini-Stromnetz, dass die angeschlossenen Gebäude mithilfe von Strom aus eigenen Erzeugungsanlagen wie Dieselgeneratoren oder eben zunehmend auch Photovoltaik-Anlagen, Windrädern und Biogasanlagen versorgt und sich durch den Einsatz von Batterien auch selbst stabilisieren kann.

„Größtenteils sind solche Inselnetze besonders für abgelegene Dörfer, zum Beispiel in Afrika oder Indien, sehr sinnvoll. Aber auch als Notfallversorgung nach Naturkatastrophen oder in Störfällen kommen Microgrids oft zum Einsatz", erklärt Netzexperte Philipp Staudt vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Wie wichtig Microgrids wirklich sind, zeigte sich Ende 2017, als der Hurrikan Maria die Karibikinsel Puerto Rico verwüstete. Die Stromversorgung auf der Insel war komplett zerstört.

Der deutsche Batteriehersteller Sonnen errichtete daraufhin zehn Microgrids auf der Insel, die Krankenhäuser und andere humanitäre Einrichtungen auch ohne funktionierendes Netz mit Strom versorgen konnten. Alles, was es dafür brauchte waren Solaranlagen und Batteriespeicher.

Microgrids können aber auch in ein bestehendes Netz integriert sein und nur bei Bedarf als Notfallversorgung dienen. So kommen sie vor allem in den Hurrikan geplagten Gebieten der USA zum Einsatz, sei es in Schulen, Krankenhäusern oder Militärbasen.

Je mehr grüner Strom, desto wichtiger Microgrids

Und die Nachfrage nach den Mini-Stromnetzen wächst. Ende 2018 waren laut dem US-Marktforschungsunternehmen Navigant Research bereits Inselstromprojekte mit einem Volumen von mehr als 19 Gigawatt weltweit installiert oder in Planung.

„Microgrids sind definitiv ein weltweiter Wachstumsmarkt. Aber auch in Deutschland wird das Thema an Bedeutung gewinnen. Je mehr Erneuerbare wir am Netz haben, desto wichtiger werden Microgrids auch hierzulande", erklärt Staudt.

Die schwankende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ist eine der größten Herausforderungen der Energiewende. Weil die Erzeugung aus Windkraft und Solaranlagen sich nicht nach dem Stromverbrauch der Bürger richtet, müssen Gas- oder Kohlekraftwerke immer öfter runtergeregelt oder Windparks abgeschaltet werden, damit das Netz nicht überlastet wird. Je mehr erneuerbare Energien, desto schwankungsanfälliger ist das Netz.

Das zeitweise Zu- und Abschalten von konventionellen Kraftwerken verursacht allerdings jetzt schon jährlich Zusatzkosten in dreistelliger Millionenhöhe. Microgrids könnten dazu beitragen, zumindest einen Teil dieser Kosten zu senken, meint Staudt.

„Mit einem Mikronetz könnte die überschüssige Energie aus der PV-Anlage auf dem Dach einfach automatisch von der Batterie im Hauskeller des Nachbarn geleitet werden. Der Strom geht nicht verloren und das Netz bleibt stabil", erklärt der KIT-Experte.

Das wäre dann nicht nur ein Inselnetz, sondern zusätzlich ein intelligent kommunizierendes System - ein Microgrid 2.0 sozusagen. Der Gedanke dahinter: Der überschüssige Strom wird schon auf der kleinsten lokalen Ebene flexibler und effizienter gemanagt, die übrig bleibenden Schwankungen vom Mikronetz, über das Verteilnetz bis hin zum Übertragungsnetz immer ein bisschen kleiner.

Zu dem Thema werde aktuell zwar viel geforscht, aber da stehe Deutschland noch ganz am Anfang, erklärt Staudt. „Das Netz in Deutschland war einfach nicht darauf ausgelegt, dass es Erzeuger auf der Verteilnetzebene gibt. Das hat sich durch die Energiewende grundlegend verändert", sagt der Experte.

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Der Aufsehenerregende Versuch in der Wildpoldsrieder Salzstraße ist mittlerweile anderthalb Jahre her, aber das Experiment ist im Gedächtnis geblieben. Die Allgäuer Überlandwerke und ihre Partner, wie Siemens und die RWTH Aachen, wollten mit Iren2 zeigen, dass erneuerbare Energien schon jetzt zeitweise konventionelle Kraftwerke ersetzen können.

„Mit dem Projekt in Wildpoldsried haben wir gezeigt, dass die Energiewende funktioniert. Technisch steht der Sache nichts im Weg", sagt Stefan Nießen, Leiter für den Bereich Energiesysteme bei Siemens. Der Münchner Industriekonzern ist einer der weltweit größten Anbieter für Microgrids.

Stromhandel auf Blockchain-Basis

Auch Nießen beobachtet in den vergangenen Jahren einen wachsenden Markt. Das aktuellste Gemeinschaftsprojekt im Allgäu beschäftigt sich dann auch wieder mit einem Inselnetz und der Frage, wie es dabei helfen kann die Energie der Zukunft besser zu managen. Pebbles heißt der neue Langzeitversuch, bei dem eine automatisierte Stromhandelsplattform auf Blockchain-Basis für lokale Verbraucher und Erzeuger entstehen soll. „Mit Pebbles testen wir den Markplatz für die Energie der Zukunft", erklärt Nießen.

Im Prinzip heißt das: Digital vernetzte Nachbarn tauschen über ein Microgrid Strom miteinander aus. Das heißt, überschüssige Energie, zum Beispiel aus Solaranlagen, wird direkt an teilnehmende Nachbarn verkauft. Die Basis für Verträge und Abrechnung ist die Blockchain-Technologie, die anonyme und fälschungssichere Transaktionen ermöglichen soll.

Ein ähnliches Projekt läuft bereits in mehreren Häuserblocks im New Yorker Stadtteil Brooklyn. Hier speisen Betreiber von Photovoltaikanlagen an oder auf ihren Häusern den überschüssigen Strom schon seit zwei Jahren in das bestehende Microgrid und erhalten dafür von den Abnehmern eine Vergütung.

Auf Basis der Blockchain-Technologie können Haushalte dann ohne Zwischenhändler kleinste Mengen grünen Strom handeln. Durch den Handel sollen die Teilnehmer die Erzeugung sowie den Verbrauch des Stroms auf lokaler Ebene ausbalancieren.

Pebbles soll aber noch einen Schritt weitergehen. Die Allgäuer Überlandwerke wollen mit dem Projekt auch die Frage klären, inwieweit ein solches Netzwerk technisch dazu geeignet ist, Systemdienstleistungen für das Netz zu erbringen, also das Netz mithilfe von dezentral vernetzten Ökoanlagen bei Bedarf zu stabilisieren.

„Intelligente Microgrids könnten so die Kosten für den benötigten Netzausbau auf Verteilnetzebene deutlich reduzieren", glaubt Staudt. Bis es soweit ist, könnte es aber noch eine Weile dauern, schließlich hat das Forschungsprojekt Pebbles gerade erst angefangen und dauert noch ganze drei Jahre.

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Warum das Netz im Netz für die Energiewende immer wichtiger wird

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Microgrids sind autarke Inselnetze und können helfen, das große Verteilnetz zu entlasten. Wildpoldsried Es dauerte nur ein paar Minuten, dann waren 30 Häuser in der Salzstraße mitten im beschaulichen Wildpoldsried von der Stromversorgung abgekoppelt. Schlagartig gingen die Lichter aus.

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Nachhaltiges Design - Kultur und Pop | ARTE

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Eine Dokumentation von Arte

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Nachhaltiges Design - Kultur und Pop | ARTE

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Designerinnen und Designer gestalten Dinge, mit denen wir uns gern umgeben, weil sie schön und funktional sind. Ein Stuhl sollte so gestaltet sein, dass er leicht repariert und von Generation zu Generation vererbt werden kann. Eine Jacke kann ohne Verschnitt geschneidert werden, und die Fasern lassen sich vollständig wiederverwerten. Die Menschen, die nachhaltig designte Produkte herstellen, können davon leben, und Normalverdiener können sie sich leisten.

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Eine Mustergemeinde St. Peter im Schwarzwald

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Eine Mustergemeinde St. Peter im Schwarzwald

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Ein Modell für alle Bürger

Alle Vorteile, die durch das Fernwärmenetz entstehen, kommen direkt den Mitgliedern zugute, kein Konzern und kein Unternehmen erzielt daraus Gewinne.

Alle Bürger von St. Peter, unabhängig, ob sie an das Fernwärmenetz angeschlossen sind oder nicht, können Mitglieder der Genossenschaft werden und damit das eigene Engagement für den Umweltschutz bekräftigen.

Umweltbewusstsein und das Selbstverständnis, sich für die Allgemeinheit einzusetzen, hat zur Schaffung einer Bürgerinitiative geführt, die den Grundstein für das Bürger Energie Genossenschaftsmodell gelegt hat.

In unzähligen Stunden wurden über 24 Monate hinweg durch das Gründungsteam in ehrenamtlicher Arbeit Lösungen entworfen, recherchiert, geplant und Spezialisten konsultiert.

Die Ergebnisse sind:

Fernwärmeversorgung für 220 Häuser

genossenschaftlich geführtes Unternehmen

Finanzierung und Förderung mit staatlicher Unterstützung (KfW-Mittel)

Preisträger Bioenergie-Wettbewerb Baden-Württemberg 2009

Reduzierung von 3.500 t CO₂ per annum

Einsparung von 900.000 Liter Heizöl per annum

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Alle Vorteile, die durch das Fernwärmenetz entstehen, kommen direkt den Mitgliedern zugute, kein Konzern und kein Unternehmen erzielt daraus Gewinne. Alle Bürger von St. Peter, unabhängig, ob sie an das Fernwärmenetz angeschlossen sind oder nicht, können Mitglieder der Genossenschaft werden und damit das eigene Engagement für den Umweltschutz bekräftigen.

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Unsere Kommunen und Städte durchleben derzeit einen tiefgreifenden strukturellen Wandel. Innenstädte werden zunehmend vom Autoverkehr befreit und es werden neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Aufenthaltsqualität erkundet. Zugleich treten Hitze, Trockenheit und Starkregen wegen des hohen Versiegelungsgrades besonders stark in Erscheinung. Die Schaffung einer blau-grünen Infrastruktur stellt daher eine zentrale Anpassungsmaßnahme an den Klimawandel dar.

Die Entsiegelung und die Schaffung einer bodengebundenen Begrünung mit Bäumen oder Sträuchern ist jedoch kostspielig und erfordert einen langwierigen Planungs- und Genehmigungsprozess. Mit unseren mobilen vertikalen Gärten können Sie hingegen sofort handeln. Mobiles Stadtgrün für ein besseres Wohlbefinden, für mehr Biodiversität und als Klimaanpassungsmaßnahme für versiegelte Innenstadtflächen.

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Mobile vertikale Gärten | Förderfähiges mobiles Grün für versiegelte Flächen | Ökologisch - Autark - Nachhaltig - Robust

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Retten Städte die Welt? - 42 - Die Antwort auf fast alles - Die ganze Doku | ARTE

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Der Wettlauf gegen den Klimawandel läuft. Was, wenn Städte seine Lösung wären? Mehr als 70 Prozent aller Erdbewohner werden laut UN im Jahr 2050 urban leben. Vor allem Städte wie Lagos, Delhi oder Jakarta wachsen stetig. Doch wie können Städte möglichst viele Bewohner nachhaltig unterbringen und lebenswert sein?

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Die Mission: Grüner Wasserstoff vor Ort erzeugt, eingesetzt für den ÖPNV und die Logistik. Die zusammenhängenden Projekte H2Rivers und H2Rhein-Neckar machen die Metropolregion Rhein-Neckar zu einem der größten Schaufenster für Wasserstoff-Technologie. Verschiedene Teilprojekte bilden die gesamte Wertschöpfungskette ab, von der Erzeugung von grünem Wasserstoff, über die Infrastruktur bis hin zum Einsatz des Wasserstoffs in Brennstoffzellenfahrzeugen.

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Die zusammenhängenden Projekte H2Rivers und H2Rhein-Neckar zeigen, wie Wasserstoff wirtschaftlich für emissionsfreie Mobilität eingesetzt werden kann.

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Ein kostenloses Video über das Food Revolution Network

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Ein kostenloses Video über das Food Revolution Network

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The Need To GROW | Watch the full film - free!

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Can we feed the world without destroying it?! Rosario Dawson's award-winning film The Need To GROW shows the SOLUTIONS - and the real stories of the game-changing innovators behind them.

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Vertikale Windkraftanlagen sind durch eine Rotorachse in vertikaler Lage (Standachse) gekennzeichnet. Die ersten von Menschen gebauten Windanlagen hatten eine vertikale Achse: Die sogenannte persische Windmühle reicht zurück bis ins 7. Jahrhundert. Unter den vertikalen Windrädern gibt es unterschiedliche Bauformen wie den Darrieus-Rotor und den Savonius-Rotor sowie Mischformen.

Im Laufe der Zeit haben sich Windanlagen mit horizontaler Rotorachse durchgesetzt. Aber das Interesse an vertikalen Windanlagen ist heute noch groß, das besondere und oft schöne Design der Rotoren weckt die Neugier vieler Menschen. Neue Hersteller kommen auf den Markt.

Doch inwieweit können Vertikalläufer die Ansprüche moderner Energietechnik erfüllen? Können Gebäude damit effizient mit Strom versorgt werden? Hier werden die wichtigsten Fakten zu vertikalen Kleinwindkraftanlagen erläutert.

Inhaltsübersicht des Beitrags

Funktionsweise und Bauformen vertikaler Windkraftanlagen

Bei vertikalen Kleinwindanlagen gibt es diverse grundlegende Bauformen, die im Folgenden vorgestellt werden. In der Praxis trifft man Varianten und Mischformen an, der Einfallreichtum der Entwickler kennt bei Vertikalwindanlagen keine Grenzen.

Savonius-Rotoren

Savonius-Rotoren sind sogenannte Widerstandläufer, da die Rotorfläche als Ganzes dem Wind einen Widerstand bietet und quasi vom Wind weggedrückt wird. Savonius-Rotoren bewegen sich langsam, der Rotor kann sich maximal so schnell die vorherrschende Windgeschwindigkeit bewegen. Von allen Kleinwindrad-Typen haben Savonius-Rotoren die niedrigsten Wirkungsgrade und entsprechend erheblich niedrigere Stromerträge als andere Konstruktionstypen.

Darrieus-Rotoren

Bei Darrieus-Rotoren handelt es sich um Auftriebsläufer. Die Rotorblätter stehen mit ihrer Angriffsfläche nicht komplett senkrecht zum Wind, wie es bei Widerstandsläufern der Fall. Der Wind streicht über das Rotorblatt. Der auf das Rotorblatt strömende Wind erzeugt einen Auftrieb wie es bei Tragflügeln der Fall ist. Es handelt sich um Schnellläufer: Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors kann erheblich schneller als die Windgeschwindigkeit sein. Für eine hohe Effizienz einer Windkraftanlage (Leistungsbeiwert) hat das eine entscheidende Bedeutung. Moderne Windkraftanlagen sind allesamt Auftriebsläufer, dazu zählen auch Windanlagen mit horizontaler Rotorachse.

Ein gängiger Konstruktionstyp des Darrieus-Rotors ist der H-Rotor. Die Tragflügel der Anlage sind nicht gebogen wie beim klassischen Modell, sondern gerade. Der H-Rotor hat eine größere dem Wind entgegengesetzte Fläche und somit theoretisch eine höhere Leistung als mit gebogenen Blättern.

Effizienz und Wirkungsgrad

Der theoretische Wirkungsgrad von Windkraftanlagen wird mit dem sogenannten Leistungsbeiwert (auch Betzscher Wirkungsgrad oder spezifische Leistungsausbeute) angegeben. Der Leistungsbeiwert liegt maximal bei 59 %. Dieser Wert beschreibt die Fähigkeit der Rotoren, die Bewegungsenergie des Windes umzuwandeln. Der Gesamtwirkungsgrad ist aufgrund der Verluste von Getriebe und Generator niedriger.

Vertikale Windkraftanlagen haben einen geringeren Leistungsbeiwert als Anlagen mit horizontaler Achse. Während nach dem aktuellen Stand der Technik Horizontalläufer einen Leistungsbeiwert von rund 50 % erreichen können, liegt die Leistungsausbeute von Vertikalläufern bei maximal 40 %. Damit wird der entscheidende Unterschied zwischen den beiden Bauformen deutlich: Windkraftanlagen mit horizontaler Achse erzeugen in der Regel mehr Strom als vertikale Anlagen.

Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit ist nicht der Wirkungsgrad, sondern die Stromgestehungskosten d.h. die Kosten für eine Kilowattstunde Strom. Doch auch hier spricht alles für Horizontalläufer: Bezüglich der Effizienz und Marktreife haben horizontale Kleinwindanlagen derzeit klar die Nase vorn. Diese Bauweise hat sich nicht ohne Grund bei den Multimegawatt-Turbinen durchgesetzt.

Preise und Kosten vertikaler Windkraftanlagen

Die Kaufpreise vertikaler Windkraftanlagen sind in der Regel nicht niedriger als bei horizontalen Windanlagen. Für den gesamten Kleinwindkraft-Markt gilt, dass es je nach Hersteller und Windturbinenmodell erhebliche Unterschiede bei Preisen und spezifischen Kosten pro Kilowatt Leistung gibt. Die Preisspanne bewegt sich zwischen 3.000 und 10.000 Euro pro Kilowatt installierter Leistung.

Aufgrund aerodynamischer Nachteile ist die Anlagenregulierung und Sturmsicherung bei vertikalen Windturbinen aufwendiger. Beispielsweise können horizontale Windanlagen als technisch elegante Sturmsicherung aus dem Wind gedreht werden, bei Vertikalwindanlagen ist das nicht möglich. Eine vertikale Windanlage benötigt deshalb besondere technische Lösungen für die Anlagenregulierung, was sich in den Konstruktionskosten niederschlägt.

Rechenbeispiel Wirtschaftlichkeit
Angenommen zwei 6 kW Kleinwindanlagen mit vertikaler und horizontaler Rotorachse kosten beide pro kW Leistung 5.000 Euro. Der Gesamtpreis beträgt für jede Anlagen somit 30.000 Euro. Betrachtet man vom TÜV geprüfte Jahreserträge zweier am Markt angebotenen Windgeneratoren bei einer mittleren Jahreswindgeschwindigkeit von 5 m/s (guter Standort im Binnenland) so ergeben sich folgende Werte:

Vertikale Kleinwindkraftanlage mit 6 kW: ca. 3.900 kWh pro Jahr.

Horizontale Kleinwindkraftanlage mit 6 kW: ca. 9.500 kWh pro Jahr.

Das horizontale Windrad ist erheblich wirtschaftlicher. Bei einer Betriebszeit von 20 Jahren gibt es entsprechende Unterschiede bei den Kosten des produzierten Windstroms...

Vertikales Windrad: 38 Cent pro kWh.

Horizontales Windrad: 16 Cent pro kWh.

Dieses Beispiel umfasst zwar realistische Werte, kann aber nicht pauschal auf alle am Markt angebotenen kleinen Windkraftanlagen übertragen werden. Entscheidend für die realisierten Stromerträge ist die Windstärke des Standorts.

Vorteile vertikaler Windkraftanlagen

Besser geeignet für Standorte mit turbulenten Windverhältnissen (Städte).

Einfache Wartung, da wartungsintensive Komponenten wie Generator in Bodennähe.

Oft geringere Schallemissionen. Der Einzelfall entscheidet. Es gibt auch leise horizontale Windanlagen.

Sehr hohe Beliebtheit und Akzeptanz, was im Rahmen der Genehmigung von Vorteil sein kann.

Vorteile bei der Genehmigung
Nicht nur bei manchen potentiellen Betreibern von Kleinwindanlagen, sondern auch in einigen Baubehörden und anderen Fachbehörden wird die Meinung vertreten, dass vor allem im Stadtgebiet vertikale Windturbinen besser geeignet sind. Damit verbunden sind Vorteile bei der Erlangung der Baugenehmigung, ganz nach dem Motto: Ein vertikale Windanlage darf installiert werden, eine horizontale Windturbine bekommt keine Genehmigung.

Als ein häufiger Grund wird der Schall angeführt: Es wird pauschal angenommen, dass Vertikalläufer leiser sind. Doch moderne Horizontalläufer sind nicht unbedingt lauter.

Ein anderer Grund scheint noch wichtiger zu sein, warum vertikale Windturbinen im Rahmen der Genehmigung teilweise bevorzugt behandelt werden: Die visuelle Beeinträchtigung des Landschaftsbilds bzw. Stadtbilds. Es gibt Menschen, die Großwindkraftanlagen in Windparks als eine Beeinträchtigung des Landschaftsbilds empfinden. Diese subjektiv empfundene visuelle Beeinträchtigung wird deshalb nur mit horizontalen Windrädern verbunden. Anders ausgedrückt: Vertikale Windräder haben bei manchen Menschen eine Art Design-Bonus. Eigentlich müsste das Aussehen eines Windrads im Rahmen der Genehmigung egal sein. Viel wichtiger sind Fakten wie Schall- und Schatten-Immissionen, Höhe der Anlage, Rotordurchmesser, Sicherheitssysteme der Anlage, etwaige Prüfdokumente etc.

Für alle Kleinwindkraftanlagen jeder Bauart (vertikal und horizontal) gilt: im Vergleich mit Großwindkraftanlagen in Windparks mit einer Gesamthöhe von mittlerweile über 200 m haben Kleinwindanlagen keinen Einfluss aufs Landschaftsbild.

Nachteile vertikaler Kleinwindanlagen

Geringe Wirkungsgrade und niedrigere Stromerträge.

Stromgestehungskosten deutlich höher (geringere Wirtschaftlichkeit)

Wenig unabhängige Referenzen (Tests, Zertifzierung)

Hohe Schwingungen und Resonanzen.

Verwendung höherer Masten nur mit Aufwand (Spannseile, massive Bauweise etc.).

Entscheidender Nachteil vertikaler Windkraftanlagen ist die geringere Wirtschaftlichkeit verbunden mit der Frage: Was kostet die produzierte Kilowattstunde Windstrom. Die Stromgestehungskosten vertikaler Windturbinen sind meistens erheblich höher als von Horizonalläufern (siehe Beispiel oben).

Ein Problem stellen auch die hohen Schwingungen dar, die wiederum zu Resonanzen des Masts führen. Deshalb können vertikale Windanlagen nur mit besonderem Aufwand auf höhere Masten ab 20 Meter installiert werden. Das ist aber im Binnenland an vielen Standorten aufgrund des mäßigen Windangebots eine Notwendigkeit.

Hersteller und Anbieter vertikaler Windräder

Vertikale Windkraftanlagen sind im Kleinwind-Markt noch eine Randerscheinung. Nach wie vor bietet die Mehrzahl der Hersteller Kleinwindkraftanlagen mit horizontaler Rotorachse an. Nach einer Studie der World Wind Energy Association (WWEA) von 2012 hatten von den weltweit 327 Kleinwind-Herstellern 74 % horizontale Kleinwindanlagen produziert. Auch wenn die Studie nicht mehr aktuell ist, muss man heute von ähnlichen Marktverhältnissen ausgehen.

Wer den Markt kontinuierlich beobachtet, stellt fest: Viele Hersteller von Vertikalläufern halten sich nicht lange im Markt. Schaut man sich weltweit den Bestand an zertifizierten kleinen Windkraftanlagen an: Fast alle Modelle haben eine horizontale Rotorachse. Im Rahmen der Zertifizierung werden aufwendige Tests durchgeführt und die Leistungskurve vermessen.

Im Rahmen der akribischen Marktanalysen für den Kleinwind-Marktreport zeigt sich regelmäßig, dass vertikale Windanlagen im Markt eine Randerscheinung spielen. Aufgrund der Tatsache, dass es zu Vertikalachsern kaum unabhängige Referenzen wie Testfeldergebnisse, vermessene Leistungskurven oder Zertifizierungen gibt.

Doch Forschung und Markt zu vertikalen Windanlagen sollte man auf jeden Fall im Auge behalten. Weltweit beschäftigen sich zahlreiche Startups und Hochschulen mit neuen Konzepten. Das Interesse an Vertikalwindanlagen ist ungebrochen groß: Mit einer erfolgreichen Technologie wird man viel Geld verdienen können. So bleiben Sie auf dem Laufenden: Unseren kostenfreien Newsletter abonnieren (ein E-Book gibt's gratis dazu!).

Vertikale Windkraftanlagen für Einfamilienhäuser?

So mancher Anbieter eines Vertikal-Windrads wirbt mit vollmundigen Versprechen, was die Stromversorgung von Privathäusern angeht. Die Frage ist, wie viel Strom ein kleiner Vertikalläufer pro Jahr erzeugen kann und ob die Kosten des produzierten Stroms einigermaßen im Rahmen liegen.

Verbraucher müssen aufpassen: Einfamilienhäuser in Wohngebieten haben oft nur ein schwaches Windangebot. Das gilt vor allem für zentrale Lagen, da ringsherum andere Gebäude und Vegetation den Wind blocken. Eine Kleinwindanlage muss dann prinzipiell in Frage gestellt werden. Egal ob das Windrad auf dem Dach oder in den Garten gestellt werden soll. Wenn schon wenig Wind vorhanden ist, dann sollte man auf den effizientesten Windkrafttyp setzen in Form der horizontalen Windanlage.

Manche Interessenten legen sich fest: Es muss eine vertikale Windanlage sein. Wer ernsthaft den Betrieb eines Kleinwindrads in Betracht zieht, sollte sich auch mit Horizontalläufern beschäftigen, prinzipiell offen für alle Rotorformen sein.

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Vertikale Windkraftanlagen | Markt & Technik

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Vertikale Windkraftanlagen sind durch eine Rotorachse in vertikaler Lage (Standachse) gekennzeichnet. Die ersten von Menschen gebauten Windanlagen hatten eine vertikale Achse: Die sogenannte persische Windmühle reicht zurück bis ins 7. Jahrhundert. Unter den vertikalen Windrädern gibt es unterschiedliche Bauformen wie den Darrieus-Rotor und den Savonius-Rotor sowie Mischformen.

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Repair Café Landau | Netzwerk Reparatur-Initiativen

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Repair Café Landau hilft: Elektrogeräte, Unterhaltungselektronik, Kleidung uvm. gemeinsam reparieren in Landau. Mach mit!

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Randers Tegl

Hauptsächlich aus ofengebranntem Ton hergestellt, wird geschätzt, dass Ziegel seit 7000 v. Chr. verwendet werden, da Beispiele in der antiken Stadt Jericho entdeckt wurden. Seitdem sind Ziegel in der Geschichte der Architektur allgegenwärtig und verbinden konstruktive Leichtigkeit, Ästhetik und Komfort.

Heutzutage, mit wachsendem Fokus in Bezug auf die Umweltauswirkungen eines Projekts und der verwendeten Materialien, gibt es Möglichkeiten, ein altes Material wie Ziegel durch einige Justierungen am Herstellungsprozesses zu modernisieren, wodurch es noch umweltfreundlicher wird. Ziegel konnten aufgrund ihrer Haltbarkeit und Recyclingfähigkeit schon immer als nachhaltiges Material angesehen werden, aber es gibt Möglichkeiten, sie noch weiter zu verbessern. Das neue Projekt für den Hauptsitz des Lebensmittelherstellers Danish Crown, welches sich im Bau befindet und vom Büro CEBRA entwickelt wurde, ist ein gutes Beispiel dafür, wie dieses Produkt nachhaltiger angewendet werden kann.

Die Auflistung der Vorteile von Ziegeln ist nicht schwierig. Sie sind ein robustes, solides und stabiles Material. Nach dem Ende ihrer Nutzungsdauer können die einzelnen Ziegel leicht wiederverwendet oder recycelt werden, solange sie sorgfältig zerlegt werden. Bei guter thermischer Trägheit absorbieren Ziegelwände überschüssige Wärme und vermeiden große Temperaturunterschiede zudem emittieren keine unerwünschten Gerüche oder Substanzen. Darüber hinaus ist ihre Ästhetik äußerst angenehm, mit Farbvariationen und einer behaglichen Textur, ein Material, das gut „altert", aber leicht erneuert werden kann.

In dem vom dänischen Büro CEBRA entwickelten Projekt ist Ziegel der unbestrittene Protagonist. Das Gebäude wird Hauptsitz der Firma Danish Crown und eines der ersten Gebäude des Landes sein, welches die DGNB-Herz Zertifizierung erhält, diese zeichnet Gebäude aus, die sich besonders für das Wohlbefinden ihrer Nutzer oder Bewohner einsetzen. Besonderer Schwerpunkt liegt hierbei auf Luftqualität, thermischem Komfort, Akustik und architektonischer Qualität. Ziegel stellen eine besonders gute Lösung für diese Art von Ansprüchen dar. In diesem Projekt wurden etwa 250.000 Ziegel verwendet. Die Wahl von GREENER Ziegeln aus dem Sortiment von Randers Tegl sorgte für eine Reduzierung von mehr als 66 Tonnen CO2 gegenüber herkömmlichen Ziegeln.

Der Hauptsitz eines weltweit führenden Unternehmens in der nachhaltigen Fleischproduktion erfordert besondere Überlegungen; sowohl architektonisch als auch aus Perspektive der Nachhaltigkeit. Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, ein Umfeld zu schaffen, das die 130-jährige Geschichte des Unternehmens und sein Ziel, bis 2050 eine klimaneutrale Fleischproduktion zu liefern, in Einklang bringt.

Die für das Projekt verantwortlichen Architekten: „Unser Entwurf verwendet das typisch dänische Bauernhaus mit seinem massiven Mauerwerk, dem Walmdach und dem hohen First, um eine identifizierbare Signatur für den Hauptsitz zu schaffen. Die drei Flügel des Gebäude werden auf einer Seite vereint, um den Haupteingang einzurahmen und nach Norden in Richtung einer offenen Landschaft aufzufächern. Die Flügel sind zueinander versetzt, so dass sie sich um einen zentralen inneren Knotenpunkt versammeln, wie den Innenhof eines Bauernhofs oder ein Gemeinschaftsgrün im Dorfkern."

Die Ziegel mit ihrem charakteristischen Farbton sind die Protagonisten im Raum, die in allen Fassaden der Baukörper verwendet werden, was bedeutet, dass sie auch den zentralen Innenhof umhüllen, ein Bereich von großer Bedeutung für die Interaktion zwischen Menschen. Die Ziegel wurden von Randers Tegl hergestellt, einem dänischen Unternehmen, das sich bemüht, den Energie- und Kohlenstoff-Fußabdruck bei der Herstellung von Ziegeln und Dachziegeln zu reduzieren. Ein Element, das den ökologischen Fußabdruck stark beeinflusst, ist die für die Verbrennung verwendete Energie, die traditionell aus fossilen Brennstoffen stammt. Die Produkte des GREENER-Sortiments werden ausschließlich mit Strom aus Wind und Biogas hergestellt. Dies hat den Vorteil, dass es im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen nachhaltig ist, da das bei der Verbrennung von Biogas emittierte CO2 mit der Menge an Kohlendioxid übereinstimmt, die Pflanzen beim Wachstum aus der Atmosphäre aufnehmen. So wird die Umweltbelastung jedes Ziegelsteins um 50% reduziert.

Die GREENER Ziegel kosten etwa 10% mehr als gewöhnliche Ziegel. Da die Fassade eines Gebäudes jedoch nur ein Teil des Gesamtbudgets erfasst, sind es geringe Kosten, sich für das grüne Upgrade zu entscheiden, welches große - und dokumentierte - Auswirkungen auf den ökologischen Fußabdruck hat, was sich auch auf die Umweltzertifizierungen des Projekts auswirken kann.

Weitere Informationen zu Randers Tegl finden Sie hier.

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Einsatz von Ziegeln als Beitrag zu einem nachhaltigen Projekt

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DABpraxis - ist das Online-Magazin des Deutschen Architektenblatts - Das Deutsche Architektenblatt ist die Fachzeitschrift mit der größten Verbreitung und der größten Reichweite für Architekten aller Fachrichtungen und planende Bauingenieure. Als offizielles Organ der Bundesarchitektenkammer und der 16 Länderarchitektenkammern erscheint sie monatlich - inklusive sieben Regionalausgaben - mit einer Druckauflage von über 120.000 Exemplaren.

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The Michigan Urban Farming Initiative (MUFI)

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Detroit Urban Agrihood - Community Center & Cafe

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About MUFI

Mission:

The Michigan Urban Farming Initiative is an all-volunteer 501(c)(3) nonprofit organization that seeks to engage members of the community in sustainable agriculture. We believe that challenges unique to urban communities like Detroit (e.g., vacant land, food security) present a unique opportunity for community-supported agriculture. We hope to empower urban communities by using agriculture as a platform to promote education, sustainability, and community while simultaneously reducing socioeconomic disparity.

About:

The Michigan Urban Farming Initiative is based in Detroit's North End community. Our mission is to use urban agriculture as a platform to promote education, sustainability, and community in an effort to empower urban communities, solve many social problems facing Detroit, and potentially develop a broader model for redevelopment for other urban communities.

Our primary focus is the redevelopment of a three-acre area in Detroit's North End, which is being positioned as an epicenter of urban agriculture. This space is heavily themed by "adaptive reuse of the built-environment" in which we are hoping to demonstrate everything from best practices for sustainable urban agriculture, Effective strategies for increasing food security, cost-competitive and scalable models for blight deconstruction, and Innovation in Blue and Green infrastructure.

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About MUFI Mission: The Michigan Urban Farming Initiative is an all-volunteer 501(c)(3) nonprofit organization that seeks to engage members of the community in sustainable agriculture. We believe that challenges unique to urban communities like Detroit (e.g., vacant land, food security) present a unique opportunity for community-supported agriculture.

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Plant-for-the-Planet - Die Zeit ist reif - Bäume für die Klimagerechtigkeit

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Wir sind Kinder und Jugendliche mit einer Aufgabe: 1.000 Milliarden Bäume. Spende an 225 Renaturierungsprojekte überall auf der Welt. Zeit zu handeln!

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Kopernikus: Projekte des Bundesministeriums für Forschung und Bildung zur Energiewende

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Kopernikus: Projekte des Bundesministeriums für Forschung und Bildung zur Energiewende

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Mit Power-to-X-Technologien lässt sich erneuerbare Energie in klimafreundliche Kunst- und Kraftstoffe, Gase und Chemikalien umwandeln. Das macht sie für das Erreichen der Klimaziele unverzichtbar. Unter welchen Bedingungen sich Power-to-X-Technologien und -Produkte in den nächsten Jahren durchsetzen könnten, zeigt die dritte Power-to-X-Roadmap aus dem Kopernikus-Projekt P2X.

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Mit Power-to-X-Technologien lässt sich erneuerbare Energie in klimafreundliche Kunst- und Kraftstoffe, Gase und Chemikalien umwandeln. Das macht sie für das Erreichen der Klimaziele unverzichtbar. Unter welchen Bedingungen sich Power-to-X-Technologien und -Produkte in den nächsten Jahren durchsetzen könnten, zeigt die dritte Power-to-X-Roadmap aus dem Kopernikus-Projekt P2X.

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Die Energieversorgung des Energieautarken Dorfes Feldheim über private Nahwärme- und Stromnetze

Im Ortsteil Feldheim der brandenburgischen Stadt Treuenbrietzen wurde eines der spektakulärsten Gesamtkonzepte für eine dezentrale regenerative Energieversorgung von Unternehmen, Privathaushalten und Kommunen verwirklicht. Der Erfolg dieses Projektes ist der guten und partnerschaftlichen Zusammenarbeit zwischen der Stadt Treuenbrietzen, den Anwohnern des Ortsteils, der Agrargenossenschaft Fläming e.G. und dem Projektentwickler Energiequelle GmbH zu verdanken.

Die individuell angeschlossenen Haushalte des Treuenbrietzener Ortsteils Feldheim werden direkt über separate Verteilernetze mit Strom und Wärme aus „vor der eigenen Haustür" gelegenen Erneuerbare-Energie-Anlagen versorgt.

Die Energiequelle GmbH hat die Bausteine dieses Konzepts - moderne Windenergie- und Biogasanlagen auf dem neuesten Stand der Technik - geplant, schlüsselfertig errichtet und schließlich über das neu erbaute Verteilersystem zu einem regionalen Energieversorgungsnetz verknüpft.

Sicherheit auch in Spitzenzeiten

Der nahe gelegene Windpark bildet das Rückgrat der lokalen Stromversorgung, während die Wärme von der ortsansässigen Biogasanlage geliefert wird. Die natürlichen Fluktuationen der Windstromversorgung werden zukünftig in einer zweiten Ausbauphase durch einen Batteriespeicher der neuesten Generation ausgeglichen. Für den zusätzlichen Wärmebedarf an besonders kalten Tagen steht ein modernes Holzhackschnitzel-Heizwerk zur Verfügung.

Unabhängigkeit durch privates Netz

Das Besondere am Feldheimer Konzept ist das separate Nahwärme- und Stromversorgungsnetz, über das die vor Ort erzeugte Wärme und Elektrizität direkt an die Verbraucher geleitet wird. Auf diese Weise werden Kosten und Abhängigkeiten von den Netzen der traditionellen Energieversorger vermieden.

Finanzierung mit vereinten Kräften

Eigentümerin des örtlichen Wärme-Netzes ist die Feldheim Energie GmbH & Co. KG, in der sich die angeschlossenen Haushalte, Unternehmen sowie die Stadt Treuenbrietzen zusammengeschlossen haben.
Eigentümerin des separaten Stromnetzes zur Versorgung der angeschlossenen Endverbraucher ist die Energiequelle GmbH und Co. WP Feldheim 2006 KG.

Die für den Bau der separaten Strom- und Wärmeversorgungsnetze erforderlichen hohen Investitionen konnten jedoch von der Gemeinde und den Anwohnern nicht allein bewältigt werden. Deshalb wurden zusätzliche Mittel des Landes sowie aus EU-Förderprogrammen genutzt.

Gute Gründe für ein energetisches Gesamtkonzept

Vorsorge für die Zukunft

Wer auf Erneuerbare Energien setzt, schafft langfristige, existenzielle Sicherheiten für zukünftige Generationen. Denn nur so kann der CO2-Ausstoß wirksam gesenkt und das Klima geschützt werden.

Positive Imagebildung

Zahlreiche Auszeichnungen belegen, dass Investitionen in Erneuerbare Energien gesellschaftlich honoriert werden und zu einem positiven Imagefaktor für Städte und Gemeinden führen. Gemeinden, die demonstrieren können, dass sie die globalen Energieprobleme vor Ort gelöst haben, wecken das Interesse der
Öffentlichkeit.

Langfristige Energiesicherheit

Wind-, Sonnen- und Bioenergie werden immer verfügbar sein, während fossile Ressourcen knapper und damit teurer werden. Die Technologien sind vorhanden, um mit Erneuerbaren Energien den heutigen und zukünftigen Bedarf zu decken.

Größtmögliche Unabhängigkeit

Ein geeignetes energetisches Gesamtkonzept und ein überwiegend autarkes Versorgungsnetz versetzen die angeschlossenen Endverbraucher einer Region in die Lage, sich von der Preisspirale fossiler Brennstoffe und Abhängigkeiten von übermächtigen Energieversorgern zu lösen. Dies zeigt, dass die Erneuerbaren Energien die Bildung völlig neuer regionaler Wertschöpfungskreisläufe ermöglichen.

Sichere Arbeitsplätze

Jedes Erneuerbare-Enegien-Projekt bringt Investitionen in die Region. Durch die Planung, den Bau und die Wartung von Anlagen werden bestehende Arbeitsplätze in örtlichen Unternehmen gesichert und neue Jobs geschaffen.

Finanzielle Vorteile

Strom aus Erneuerbaren Energien erhält eine gesetzlich festgelegte Vergütung und sichert Anlagenbetreibern langfristig Einnahmen. Auch wenn nicht die Gemeinde selbst die Wind- oder Solarparks betreibt, so zieht sie dennoch einen Nutzen aus Gewerbesteuereinnahmen und möglicherweise auch Pachtzahlungen des Anlagenbetreibers.

Die Komponenten des Energieautarken Dorfes

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Energieautarkes Dorf - Neue Energien Forum Feldheim

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Die Energieversorgung des Energieautarken Dorfes Feldheim über private Nahwärme- und Stromnetze Im Ortsteil Feldheim der brandenburgischen Stadt Treuenbrietzen wurde eines der spektakulärsten Gesamtkonzepte für eine dezentrale regenerative Energieversorgung von Unternehmen, Privathaushalten und Kommunen verwirklicht. Der Erfolg dieses Projektes ist der guten und partnerschaftlichen Zusammenarbeit zwischen der Stadt Treuenbrietzen, den Anwohnern des Ortsteils, der Agrargenossenschaft Fläming e.G.

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Holzersche Permakultur • Die Welt in 100 Jahren | Sepp Holzer

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https://youtu.be/qF5M57nlfAQ

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Holzersche Permakultur • Die Welt in 100 Jahren | Sepp Holzer

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Hallo, ich möchte dir den folgenden Inhalt der 3sat Mediathek empfehlen.

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Ein Startup im Bereich Plasikrecycling in Deutschland

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Ein Startup im Bereich Plasikrecycling in Deutschland

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Je mehr sich die ENESPA AG dem Produktionsstart und damit den ersten Erlösen nähert, desto höher ist der Unternehmenswert einzuschätzen und desto niedriger sind die Risiken für Investoren. Ziel dabei ist, einerseits die Kapitalbeschaffung zu optimieren und andererseits die Preise für einen späteren Börsengang attraktiv zu gestalten.

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Mit Solarfolien kann man, genau wie mit Solarmodulen, Strom erzeugen. Vorteile ergeben sich hinsichtlich des geringen Gewichts, dem kostengünstigen Herstellungsverfahren, der kostengünstigen Installation und den besonderen Einsatzgebieten der Folien. Durch den Verzicht auf Glas lassen sich solche Module mit einem deutlich reduzierten Energieaufwand herstellen. Die Fertigungskosten sinken beträchtlich.

Photovoltaik ▶ Komponenten: Module ▶ Sondermodule in Form von Folien

Generell kann man sagen, dass der Einsatz von Solarfolien überall dort in Betracht kommt, wo geringes Gewicht, flexible Abmessungen, Biegsamkeit oder Bruchsicherheit (kein Glas) gefragt sind. Zum Beispiel:

für Fahrzeuge wie Solarauto

in der Luft- und Raumfahrt

für Boote und Yachten

für tragbare elektronische Geräte

für Rucksäcke

fürs Camping

auf Textilien

bei Sonnenschutzdächern

an Fassaden (gebäudeintegrierte Photovoltaik / BIPV)

auf Dächern mit geringer Tragfähigkeit

auf abgerundeten oder gewellten Dächern

Für die Installation auf Trapezblech oder Falzblech gibt es Solarfolien auf Metallplatten. Diese wiegen nur ca. die Hälfte eines herkömmlichen Moduls.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der leichten Verlegbarkeit der Folien. Während bei herkömmlichen Modulen ein Untergestell, auf dem die Module montiert werden benötigt wird, reicht bei Solarfolien im einfachsten Fall bereits ein (spezielles) doppelseitiges Klebeband. Damit ist eine sehr schnelle und sichere Verlegung auch auf großflächigen Dachlandschaften und Hallendächern möglich. Wenn man bedenkt, dass das Folienmodul sogar von der Rolle verlegt werden kann, wird das Einsparpotential offensichtlich.

Technische Daten

Die Solarfolien haben bis vor einiger Zeit einen relativ geringen Wirkungsgrad aufgewiesen. Dieser lag bei ca. 5%. Eine Folie mit den Abmessungen von 3,5 Metern auf 0,5 Meter bringt es beispielsweise auf eine Leistung von 92 Wp. Inzwischen werden aber Wirkungsgrade von über 10% realisiert. Es gibt aber auch schon PV-Folien mit einem Wirkungsgrad über 13%, wenn auch nur in einer Pilotanlage.

In der Herstellung haben sich folgende Verfahren etabliert:

Die Solarfolien können aufgrund der geringen Dicke und der Flexibilität auf Rollen hergestellt werden. Kontinuierliche Produktion durch den so genannten Rolle-zu-Rolle-Prozess.

Schichten aus amorphem Silizium (a-Si) im Nanometerbereich werden auf Kunststoffträger aufgebracht.

Beschichten einer Kunststofffolie mittels Ionenstrahl-Technologie mit einer hauchfeinen Halbleiterschicht aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen (CIGS).

Hersteller sind u.a. Solarion oder Flexcell

Hier finden Sie weitere Sondermodule in der Übersicht.
Weiterlesen zum Thema "Farbige Sondermodule"

Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik

Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage

Antwort eines Haus&Co Experten

Erfahrungen mit der Stromcloud?

Antwort von energie-konzept24 GbR

Erfahrungen mit Solarziegeln von autarq

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Einsatzbereiche und Hersteller von PV-Folien

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Mit Solarfolien kann man, genau wie mit Solarmodulen, Strom erzeugen. Vorteile ergeben sich hinsichtlich des geringen Gewichts, dem kostengünstigen Herstellungsverfahren, der kostengünstigen Installation und den besonderen Einsatzgebieten der Folien. Durch den Verzicht auf Glas lassen sich solche Module mit einem deutlich reduzierten Energieaufwand herstellen. Die Fertigungskosten sinken beträchtlich.

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Nutzen und Potenzial von mehrjährigem Getreide

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Nutzen und Potenzial von mehrjährigem Getreide

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Laut Projektleiter Werner Vogt-Kaute, Berater beim Bio-Verband Naturland, erscheint es zumindest in Bezug auf den Ertrag vielversprechender zu sein, Weizensorten in das Weizengras einzukreuzen, statt die Wildform weiterzuentwickeln. "Allerdings gibt es hier einen Konflikt bei der Kreuzung. Denn je höher die Weizenanteile, desto höher der Ertrag, aber desto weniger ausdauernd sind die gezüchteten Kreuzungen", sagt Vogt-Kaute.

So beobachtete er bei allen angebauten Linien einen massiven Ertragseinbruch im dritten Anbaujahr. Beim Blick auf die insgesamt bescheidenen Erträge verweist der Fachberater darauf, den gesamten Biomasseertrag im Blick zu behalten. Denn bei besserer Wasserversorgung als in den Versuchsjahren treiben mehrjährige Linien nach der Ernte nochmal aus und müssen vor dem Winter noch einmal geschnitten werden. Dieser Aufwuchs ließe sich laut Vogt-Kaute gut als Futter verwerten.

Mehrjähriger Weizen erreicht Backqualität

Zudem verweist er darauf, dass die Ernte der getesteten mehrjährigen Weizenlinien durchweg Backqualität erreicht hat. "In einem Nischenmarkt besteht dafür durchaus Vermarktungspotenzial, wenn es gelingt, die ökologischen Vorzüge der mehrjährigen Kultur zu kommunizieren", meint der Fachmann. Deshalb könnte der Anbau schon jetzt an Grenzstandorten oder auf ungünstig geschnittenen Flächen sinnvoll sein. "Aber nur für einen zweijährigen Anbau", betont Vogt-Kaute.

Prof. Heinrich Grausgruber, Züchtungsexperte an der Universität für Bodenkultur in Wien, sieht grundsätzlich noch erheblichen Züchtungsbedarf, um mehrjährigen Weizen tatsächlich in der Praxis zu etablieren. Eine intensivere Züchtung sollte aus seiner Sicht vor allem beim Tausendkorngewicht (TKG) beziehungsweise der Korngröße ansetzen, um die zu geringen Erträge zu verbessern. "Hier wären bei manchen Genotypen durchaus deutliche Steigerungen möglich", glaubt Grausgruber.

Zu wenig Forschung

Für dieses Ziel müssten nach seiner Einschätzung die Forschungsanstrengungen in Europa deutlich erhöht werden. Zurzeit werde das Thema nur in Einzelprojekten behandelt. Hinzu komme, dass die Züchtung von Weizen kompliziert sei, da sich manche neuen Eigenschaften aufgrund des sechsfachen Chromosomensatzes (Hexaploidie) von Weizen schwer etablieren ließen.

Ein etwas größeres Potenzial sieht er dagegen für mehrjährigen Roggen. Bei Versuchen über drei Jahre hinweg mit ungarischen Kreuzungen aus einjährigen Sorten mit mehrjährigem Bergroggen waren die Wiederaustriebskraft und die Unkrautunterdrückung deutlich besser als bei mehrjährigen Weizenlinien. Zudem entwickelten die mehrjährigen Linien wesentlich mehr Wurzelmasse in den oberen Bodenschichten.

Hohe Grünmasseerträge bei Roggen

Die Grünmasseerträge erreichten im ersten Jahr zum Teil das Niveau einjähriger Sorten, fielen im zweiten und dritten Jahr aber um etwa 50 Prozent ab. "Aber hier wäre es wirklich sehr spannend, die Züchtung zu vertiefen. Dafür wären jedoch Langzeitstudien über zehn Jahre hinweg notwendig, um festzustellen, wie viele Jahre eine mehrjährige Kultur unter Berücksichtigung pflanzenbaulicher und ökonomischer Aspekte tatsächlich genutzt werden kann", sagt Grausgruber.

Weniger überzeugend sieht er dagegen die Bemühungen bei der züchterischen Bearbeitung von Weizengras. "Wir hatten bei unseren Versuchen sehr schwache Ernten mit sehr kleinen Körnern mit sehr hohem Spelzanteil. Außerdem befürchte ich, dass es bei nachfolgenden Kulturen Probleme mit Durchwuchs geben kann", glaubt Grausgruber.

Erste Erfolge bei mehrjährigem Reis

Dass der Ansatz von mehrjährigem Getreide keine fixe Idee ist, zeigt das Beispiel Reis. Hier gibt es seit vielen Jahren vor allem in China intensive Züchtungsprogramme, deren Arbeit jetzt Früchte trägt. Mit der ersten entwickelten Reissorte PR23 können bei zweijährigem Anbau schon jetzt vergleichbare Erträge wie bei einjährigen Sorten erzielt werden. Aktuell arbeiten die Forscherteams daran, dieses Ertragsniveau über fünf Jahre zu halten.

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Oekolandbau: Welches Potenzial hat mehrjähriges Getreide?

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Laut Projektleiter Werner Vogt-Kaute, Berater beim Bio-Verband Naturland, erscheint es zumindest in Bezug auf den Ertrag vielversprechender zu sein, Weizensorten in das Weizengras einzukreuzen, statt die Wildform weiterzuentwickeln. "Allerdings gibt es hier einen Konflikt bei der Kreuzung. Denn je höher die Weizenanteile, desto höher der Ertrag, aber desto weniger ausdauernd sind die gezüchteten Kreuzungen", sagt Vogt-Kaute.

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En Film zum Tiny House Festival in Karlsruhe

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En Film zum Tiny House Festival in Karlsruhe

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Wissenschaftler haben Batterien entwickelt, die auf organischem Material statt auf Metallen basieren. Die organischen Moleküle sind günstiger, ergiebiger und effizienter im Speichern von Energie. So ließen sich die Kosten für Energie-Speicher drastisch senken.

Einer Gruppe von Wissenschaftlern der Harvard Universität ist ein Durchbruch bei der Entwicklung von effizienten Batterien gelungen. Sie entwickelten einen Fluss-Speicher-Akku, der auf organischem Material basiert anstatt der traditionellen Metalle. Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Nature vorgestellt.

Der Energie-Sektor entwickelt sich vermehrt in Richtung regenerativer Energien. Da jedoch weder Sonne noch Wind konstant verfügbar sind, schwankt die Leistung regenerativer Energien stark. Die größte Herausforderung liegt daher in der Weiterentwicklung der Speicher-Technologie, um die gewonnene Energie langfristig und ohne große Verluste zu speichern.

„Die großflächige Anwendung von Flussbatterien ist durch die Knappheit und die Kosten seltener Materialien begrenzt, speziell diese die Redox-aktive Metalle und wertvolle Metall-Katalysatoren verwenden", so Huskinson weiter.

Die Wissenschaftler wollten über die traditionellen, auf Metall basierenden Flussbatterien hinausgehen. Diese Form der Batterien existiert seit über drei Jahrzehnten. Häufig kommt dabei Vanadium zum Einsatz und sie kosten etwa 60 Euro pro Kilowattstunde. Andere Flussbatterien nutzen Platin, welches sogar noch kostspieliger ist.

Stattdessen basieren die Flussbatterien der Forscher auf elektro-chemischen Prozessen von natürlichen, günstigen und organischen Chinone-Molekülen. Diese Moleküle kommen bei der Energiespeicherung von Pflanzen und Tieren zum Einsatz und sind im Überfluss vorhanden.

„Die ganze Welt der elektrischen Speicherung hat Metall-Ionen in unterschiedlichen Ladungszuständen genutzt. Aber es gibt nur eine begrenzte Anzahl davon, die man in eine Lösung tun und zum Speichern von Energie nutzen kann, und keine davon ist in der Lage große Mengen erneuerbarer Energie wirtschaftlich zu speichern. Mit organischen Materialien haben wir eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten. Einige werden furchtbar sein, andere dagegen sehr gut. Mit den Chinonen haben wir die ersten, die sehr vielversprechend aussehen", sagte der leitende Chemiker Dr. Roy Gordon der Harvard Gazette.

Die Harvard-Wissenschaftler glauben, dass ihre neue Batterie Energie bis zu zwei Tage speichern könnte und behaupten, dass sie schon jetzt so effizient sei, wie Vanadium- Flussbatterien. Die Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass sie die Energiekosten auf bis zu 20 Euro pro Kilowattstunde drücken können. Dies geht aus einem Artikel auf Wind Power Monthly hervor.

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Forscher entwickeln Batterien aus organischem Material

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Wissenschaftler haben Batterien entwickelt, die auf organischem Material statt auf Metallen basieren. Die organischen Moleküle sind günstiger, ergiebiger und effizienter im Speichern von Energie. So ließen sich die Kosten für Energie-Speicher drastisch senken. Einer Gruppe von Wissenschaftlern der Harvard Universität ist ein Durchbruch bei der Entwicklung von effizienten Batterien gelungen.

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Für den Bereich der organischen Elektronik könnte bald ein neues Material zur Verfügung stehen. Es gilt zu Recht als besonders nachhaltig, denn die Grundlage ist Holz. Forschende der Uni Würzburg haben einen Weg gefunden, die darin enthaltenden Furane zu stabilisieren.

Nicht jede Solarzelle besteht aus Silizium. Alternative Materialien sind schon lange auf dem Markt, auch wenn sie beim Thema Solarenergie noch eine untergeordnete Rolle spielen. In organischen Solarzellen (Organic Photovoltaics, OPV) sind organische Moleküle oder Polymere dafür zuständig, den Solarstrom zu erzeugen. Grundlage sind in der Regel Verbindungen, die zur organischen Chemie gerechnet werden, etwa Kohlenwasserstoff-Verbindungen. Diese spezielle Art der Solarzellen erfüllt wichtige Dienste, da sie auf Folien gedruckt werden können, die sich unter anderem auf Rucksäcke oder Outdoor-Kleidung nähen lassen. Auch die Dächer von Wohnmobilen oder Gartenhäuschen lassen sich damit bekleben. Der Vorteil liegt auf der Hand: Die Nutzerinnen und Nutzer haben unterwegs in einem begrenzten Maße Strom, um beispielsweise ihr Smartphone aufzuladen.
Organische Solarzellen: Wie der Durchbruch endlich gelingen könnte
Die Panele sind dünn, leicht und beliebt - umweltfreundlich sind sie allerdings in der Regel nicht. Dafür sorgen Grundstoffe wie Erdöl oder Erdgas. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg wollen das ändern. Sie arbeiten an organischen Solarmodulen aus Holz. Was fast unvorstellbar klingt, ist bereits zum Greifen nahe.

Bor stabilisiert Material für nachhaltige Solarzellen

In seiner ursprünglichen Form ist Holz für nachhaltige Solarmodule zwar nicht geeignet, aber aus diesem natürlichen Material lassen sich spezielle ringförmige Moleküle gewinnen, Furane genannt. Sie sind wiederum sehr gut für Anwendungen der organischen Elektronik geeignet. Neben Solarmodulen können das zum Beispiel auch Leuchtdioden oder Displays sein. Ihre Eigenschaften sind grundsätzlich hervorragend. Sie haben unter anderem eine stärkere Leuchtkraft als Materialien auf Thiophenbasis, die häufig verwendet werden. Besser löslich sind sie auch, was die Verarbeitung erleichtert. Ihr wichtigster Vorteil ist aber ein anderer: Furane sind biologisch abbaubar. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen daher davon aus, dass sie einen hervorragenden CO2-Fußabdruck hätten. Es müsste auch gut möglich sein, sie zu recyceln.
Silizium-Recycling: Aus Altmodulen werden neue Solarzellen
Das klingt perfekt, trotzdem gibt es ein Problem. Denn viele Materialien auf Furanbasis zerfallen schnell, wenn sie Sauerstoff und Licht ausgesetzt sind. Die Lösung ist für die Forschenden klar: Sie kombinieren die Furane mit dem Element Bor. „Das ergibt Verbindungen, die bis zu 300 Grad Celsius aushalten und über Monate hinweg von Licht unbeschadet bleiben", sagt der Würzburger Chemiker Maximilian Fest.

Nachhaltige Solarzellen könnten umweltfreundlicher produziert werden

Das Prinzip ist also klar, aber die Details muss Fest noch erforschen. Er synthetisiert verschiedene Varianten aus Bor und Furanen und analysiert ihre Eigenschaften. Im Fokus stehen dabei umweltfreundliche Methoden zur Synthese, damit das Ziel der Nachhaltigkeit erreicht werden kann. Denn bei der Polymerisation von Bor und Furanen kommt es häufig zu schädlichen Abfallprodukten. Unter anderem sind das organische Zinnverbindungen, die für Mensch und Umwelt giftig sind. Das ist nach Angabe der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei den neuen Syntheseverfahren nicht der Fall.

Im nächsten Schritt sollen die Methoden zur Materialherstellung verbessert werden, um die Zahl der Reaktionsschritte zu reduzieren. Das spare nicht nur Reagenzien, sondern auch Energie.

Material womöglich auch für Lithium-Ionen-Akkus geeignet

Nachhaltige Solarzellen sind eine spannende Option, aber die Verbindung von furanbasierten Polymeren und Bor bringt Möglichkeiten mit sich, die über die organische Elektronik hinausgehen. „Wir können damit zum Beispiel Sensoren bauen, die toxische Amine und andere Stoffe nachweisen", sagt Chemieprofessor Holger Helten von der Universität Würzburg. „Auch als Katalysatoren für chemische Reaktionen oder als Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Akkus kommen diese Polymere infrage."
Mehr Nachhaltigkeit in der Batterieforschung:
Ein Beitrag von:

Nicole Lücke

Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

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Nachhaltige Solarzellen aus Holz - Bor ist die Lösung - ingenieur.de

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Für den Bereich der organischen Elektronik könnte bald ein neues Material zur Verfügung stehen. Es gilt zu Recht als besonders nachhaltig, denn die Grundlage ist Holz. Forschende der Uni Würzburg haben einen Weg gefunden, die darin enthaltenden Furane zu stabilisieren. Nicht jede Solarzelle besteht aus Silizium.

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Ein internationales Team aus Forschenden geht einen neuen Weg, um zukunftsfähige Batterien für Elektroautos zu entwickeln - die Basis ist Kautschuk, und die Ergebnisse sind tatsächlich erstaunlich.

Jeden Tag rollen neue Elektroautos vom Band. Das macht Hoffnung in Bezug auf die Energiewende. Schließlich sollen Verbrennermotoren so schnell wie möglich von den Straßen verschwinden. Da gibt es allerdings noch eine Hürde: Die Batterien sind sehr aufwendig in der Herstellung, was natürlich erheblichen CO2-Ausstoß verursacht. Außerdem sind sie verhältnismäßig teuer, und viele Verbraucherinnen und Verbraucher zweifeln an der Sicherheit. Nachrichten von brennenden Batterien, die sich schwer wieder löschen lassen, sind dafür verantwortlich. Denn in herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien werden die Ionen durch einen flüssigen Elektrolyten bewegt. Das führt zu den bekannten Risiken: Schon eine kleine Beschädigung kann dazu führen, dass der Elektrolyt austritt und es im schlimmsten Fall zu einem Brand oder einer Explosion kommt.
Riesige Tesla-Batterie brennt mehrere Tage: Der neue Risikofaktor
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Georgia Institute of Technology und vom Korea Advanced Institute of Science and Technology wollen viele dieser Probleme auf einen Streich lösen. Sie haben ein vielversprechendes Material gefunden, aus dem sie eine Alternative zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien herstellen wollen: Gummi.

Synthetischer Kautschuk wird zur Ionen-Autobahn in innovativen Batterien

Dieser Ansatz ist tatsächlich ungewöhnlich. Denn eigentlich liegt die Entwicklung anorganischer Festkörperelektrolyte eher im Trend. „Diese sind jedoch schwer herzustellen, teuer und nicht umweltfreundlich", sagt Seung Woo Lee, Professor an der George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, das zum Georgia Institute gehört. Er hält die Polymerelektrolyte zwar für interessant, sie hätten jedoch keine ausreichende Ionenleitfähigkeit und mechanische Stabilität für einen zuverlässigen Betrieb von Festkörperbatterien. Das sei bei dem getesteten Gummi anders.

Genau genommen geht es um Elastomere, also synthetische Kautschuke. Geschätzte werden sie in der Industrie vor allem wegen ihrer mechanischen Eigenschaften wie der hohen Biegsamkeit. Sie können aber weit mehr. Die Forschenden haben nämlich entdeckt, dass dieses künstliche Gummi zu einer Art Superautobahn für den schnellen Transport von Lithium-Ionen werden kann, wenn es zu einer 3D-Struktur formuliert wird. Dabei behalten das Gummi seine mechanische Festigkeit. Unterm Strich wäre es also möglich, länger aufladbare Batterien mit höherer Reichweite zu produzieren, die gleichzeitig mehr Sicherheit bieten.

Neue Struktur des Gummis bringt mehr Leistung

Die entscheidende Erkenntnis bestand darin, dass das Material eine dreidimensionale, miteinander verbundene Kunststoffkristallphase innerhalb der robusten Gummimatrix bilden kann. Diese einzigartige Struktur hat zu einer hohen Ionenleitfähigkeit geführt. Nach Angaben der Forschenden seien die mechanischen Eigenschaften weiterhin hervorragend und die elektrochemische Stabilität hoch.

Dieser Kautschukelektrolyt kann durch ein einfaches Polymerisationsverfahren bei niedrigen Temperaturen hergestellt werden, wodurch robuste und glatte Grenzflächen an der Oberfläche der Elektroden entstehen. Diese einzigartigen Eigenschaften des Kautschukelektrolyten verhindern das Wachstum von Lithium-Dendriten und ermöglichen eine schnellere Bewegung der Ionen, was einen zuverlässigen Betrieb von Festkörperbatterien auch bei Raumtemperatur ermöglicht.

Leistung der Gummi-Batterie muss jetzt weiter erhöht werden

„Eine höhere Ionenleitfähigkeit bedeutet, dass man mehr Ionen gleichzeitig bewegen kann", sagt Michael Lee, Doktorand im Bereich Maschinenbau. „Indem man die spezifische Energie und die Energiedichte dieser Batterien erhöht, kann man die Laufleistung des Fahrzeugs steigern."

Jetzt stehen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor der Aufgabe, die Leistung der Batterie weiter zu verbessern, indem sie die Zykluszeit erhöhen und die Ladezeit durch eine noch bessere Ionenleitfähigkeit verkürzen. Auch dabei haben sie bereits erste Erfolge verzeichnet - sie konnten die Leistung beziehungsweise die Zykluszeit der Batterie verdoppeln.
Industriepartner finanziert Forschung zu Festkörperbatterien
Sollten die weiteren Arbeiten gut vorangehen, steht auch schon ein Industriepartner bereit. SK Innovation, ein weltweit tätiges Energie- und Petrochemieunternehmen, finanziert zusätzliche Forschungsarbeiten an dem Elektrolytmaterial im Rahmen seiner laufenden Zusammenarbeit mit dem Institut, um Festkörperbatterien der nächsten Generation zu entwickeln. Sie sollen vor allem sicherer und energiedichter sein als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Diese Ansprüche könnten die Gummi-Batterien erfüllen.
Mehr lesen über Batterie-Innovationen:
Ein Beitrag von:

Nicole Lücke

Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

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Batterien aus Gummi liefern erstaunliche Ergebnisse - ingenieur.de

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Ein internationales Team aus Forschenden geht einen neuen Weg, um zukunftsfähige Batterien für Elektroautos zu entwickeln - die Basis ist Kautschuk, und die Ergebnisse sind tatsächlich erstaunlich. Jeden Tag rollen neue Elektroautos vom Band. Das macht Hoffnung in Bezug auf die Energiewende. Schließlich sollen Verbrennermotoren so schnell wie möglich von den Straßen verschwinden.

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Wenige Sekunden könnte in Zukunft die Ladung der Fahrzeugbatterie von Elektroautos dauern. Diesen Schluss lässt zumindest der aktuelle Stand der Forschung an einem Speicher zu, der sowohl Strom als auch Wasserstoff verarbeiten kann. Ein schottisches Forscherteam stellte die flüssige Batterie nun vor.

Die ganze Nacht hängt das Auto in der eigenen Garage am Strom und dennoch kommt man mit einer Akkuladung nicht ganz durch den Tag. Diese Einschränkung der bisherigen Elektrofahrzeuge könnte in Zukunft wegfallen und dem Elektroantrieb den Weg zum Massenmarkt ebnen. Immerhin war eine der größten Sorgen der Halter von Benzin- und Dieselfahrzeugen beim Umstieg auf Elektromobilität bisher der schleppende Ausbau von Versorgungsstationen. Stromladestationen gab es nur in größeren Städten und an ausgewählten Tankstellen. Und dann hieß es, einen geeigneten Zeitpunkt zu finden, um das Auto zum Betanken zu parken.

Das Versprechen des Superchargers von Tesla, mit rund 30 Minuten Ladezeit bis zu 270 Kilometer weit zu fahren, war bisher das Maximum an Ladegeschwindigkeit. Fahrer, die in den letzten Jahren nach und nach auf Elektromobilität umstiegen, waren daher stets mit dem Planen der exakten Route entlang von Ladestationen beschäftigt. Wer sich die langen Ladezeiten - in einem Test der WELT beliefen sie sich unter realen Bedingungen auf bis zu 90 Minuten für 400 Kilometer - nicht leisten konnte, setzte auf Hybridtechnik. Ein teurer Spaß, selbst für den Firmenwagen. In der Preisspanne von 12.800 Euro bis 32.400 Euro bewegten sich Anfang des Jahres die Kosten für einen Toyota mit Hybridantrieb.

Flüssiger Superakku für Wasserstoff und Strom

Wissenschaftler der Universität Glasgow nahmen sich des Problems an und verkündeten in der aktuellen Ausgabe der „Nature Chemistry" einen Durchbruch, der mit all diesen Problemen aufräumen könnte. Ihr kürzlich vorgestellter Akku lädt sich nicht nur innerhalb von Sekunden auf, er funktioniert auch grundlegend anders als bisherige Speicher. Das Team um den Chemieprofessor Leroy Cronin, unterstützt durch Mark Symes und Jia Jia Chen, entwickelte im Laufe der Forschungsarbeit ein fließendes Speichersystem, das von Nanomolekülen betrieben wird. Sie speichern die Energie und geben sie nach Bedarf ab. Doch dieser Durchbruch ist nicht die einzige Neuerung. Zusätzlich zur Speicherung von elektrischem Strom können die Moleküle auch Wasserstoff aufnehmen und als Energie abgeben.

Möglich wird dies durch die starke Komprimierung der Nanomoleküle in der Flüssigkeit. Die Forscher beobachteten in ihrer Arbeit, dass die Moleküle in flüssigem Zustand nahezu das zehnfache Speichervolumen aufwiesen wie in fester Form. Grund genug, das Zirkulierungssystem zu konstruieren, das die neue Batterie verbaubar macht.

Sicherheitsbedenken rund um Wasserstoff

Die Idee, Wasserstoff zu tanken, ist freilich so neu nicht. Busse des öffentlichen Nahverkehrs, die Hamburger Hochbahn und private Fahrzeuge aller Art werden schon lange mit dem fragilen Kraftstoff angetrieben. Während Verbraucher noch immer eine gewisse Berührungsangst mit Wasserstoff als hoch entzündlichem Gas zeigen, sehen Chemiker den Treibstoff als sicherer als der jahrzehntelang genutzte Benzintank an. Wasserstoff ist extrem flüchtig und brennt daher in Sekunden nieder, sollte er tatsächlich in Brand geraten. Allerdings waren bisher verbaute Wasserstofftanks fünfmal dichter als die vergleichbarer Benziner. Die klischeehafte Zigarette an der Tankstelle löst bei einem Wasserstofftank daher weniger wahrscheinlich einen Brand aus als sie es bei einer Flüssigkeit wie Benzin tun würde.

Der flüssige Speicher, den das Team der Universität Glasgow möglicherweise schon bald gewinnbringend an Technikgiganten verkaufen könnte, würde die Ausgangslage jedoch verschieben. Wird Wasserstoff in einer Flüssigkeit gebunden, verliert er unter Umständen die Möglichkeit zur Verpuffung. Eine Explosion wie von Laien befürchtet, dürfte dann nahezu ausgeschlossen sein. Dafür sorgen bisher schon die hohen Sicherheitsanforderungen an Hybridfahrzeuge.

Flüssigspeicher noch nicht marktreif

Die Idee eines Fahrzeuges, das sich an einer Zapfsäule schneller als mit Benzin mit Elektrizität und Wasserstoff betanken lässt und je nach Anforderung mit beidem in nur einer Batterie fahren kann, scheint verlockend. Doch die durch das europäische (ERC) und das britische Forschungsgremium EPSRC geförderte Forschung ist noch lange nicht für den Markt geeignet.

Cronin betonte gegenüber der Fachleserschaft, dass der Hauptgewinn der Entwicklung vor allem die neu entdeckte hohe Energiedichte der Nanomoleküle sei, während die praktischen Einsatzgebiete noch erforscht würden. Vorerst werden Verbraucher sich daher weiterhin zwischen langsam ladenden Elektrofahrzeugen und Hybridtechnik entscheiden müssen.

Eine superschnelle Batterie will auch das israelische Unternehmen StoreDot entwickelt haben. Mit der Flashbatterie sollen Elektroautos in 5 Minuten aufgeladen sein.

Fraunhofer-Forscher setzen lieber direkt an der Batterie an und überlegen, ob man die Akkus im Auto übereinander stapeln kann.

Für Ausregung sorgte auch die Glasbatterie. Wir haben nachgehakt, ob die Glasbatterie der Lithium-Ionen-Batterie den Rang ablaufen kann? Batterieexperte Egbert Figgemeier im Faktencheck.

Und schließlich die wohl einfachste, weil am schnellsten umsetzbare Lösung: Aldi Süd steigt in den Aufbau einer Ladeinfrastruktur für E-Autos ein.

Ein Beitrag von:

ingenieur.de

Technik, Karriere, News, das sind die drei Dinge, die Ingenieure brauchen.

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Flüssige Wasserstoff-Akkus in Glasgow entwickelt - ingenieur.de

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Wenige Sekunden könnte in Zukunft die Ladung der Fahrzeugbatterie von Elektroautos dauern. Diesen Schluss lässt zumindest der aktuelle Stand der Forschung an einem Speicher zu, der sowohl Strom als auch Wasserstoff verarbeiten kann. Ein schottisches Forscherteam stellte die flüssige Batterie nun vor.

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Diese Solarzellen aus Abfall brauchen kein Sonnenlicht!

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Green Architecture Saving the World | Visiting Sustainable Buildings from Across the Planet

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Es gibt so viele Möglichkeiten unsere Städte zu begrünen

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Bosco Verticale, der vertikale Wald, gilt als das innovativste Hochhaus der Welt. Der Architekt Boeri plant jetzt weitere bewaldete Hochhäuser in China.

Die Zwillingstürme im neuen Stadtviertel Porta Nuova bilden mit ihren Balkonen die Basis für 900 Bäume und über 20.000 Pflanzen. Das entspricht einem Wald von 7.000 Quadratmetern. Und im Bosco-Verticale ragen die Bäume bis zu neun Meter hoch.

„Der vertikale Wald trägt zur Verbesserung des Mikroklimas in den Wohnungen und auf den Balkonen bei. Die Pflanzen erzeugen Feuchtigkeit, absorbieren Kohlendioxid sowie Staubpartikel und setzen Sauerstoff frei", fast Stefano Boeri, der Architekt des senkrechten Waldes, den ökologischen Nutzen der Zwillingstürme zusammen.

Greening the Vertical City - the Bosco Verticale and a Look into the Future of Urban Living by Laura Gatti from greenroofs on Vimeo.

Zudem wirken die Wohntürme einer weiteren Zersiedelung entgegen. Würde man den Wohnraum auf eine Einfamilienhaus-Wohngegend umrechnen, würden die Wohnungen 7,5 Hektar Fläche in Anspruch nehmen. So sorgen die Zwillingstürme auch dafür, dass die Stadt sich nicht immer weiter in die Landschaft ausbreitet.

Vertikaler Wald im Windkanal

Bei der Bepflanzung der Hochhäuser spielten Botaniker eine wichtige Rolle. Geeignete Baumarten mussten für die unterschiedlichen Höhen gefunden werden. Zudem galt es die Sonneneinstrahlung bei der Auswahl zu beachten. Jetzt wachsen 20 verschiedene Laub- und Nadelbaumarten auf den Balkonen. Und die Bewaldung zeigt die Hochhäuser in den Farben der jeweiligen Jahreszeit.

Für die besonderen Wachstumsbedingungen an der Fassade wurden die Bäume speziell herangezogen. Sie mussten sogar in einen Windkanal, um ihre Reaktionen auf den Höhenwind zu testen. Denn die Türme sind 76 und 110 Meter hoch.

Was zunächst aussehen mag wie ein grüner Imagegewinn für das Architekturbüro, hat das Potenzial die Hochhausarchitektur grundlegend zu verändern. Denn die Vegetation an den Hochhäusern bietet Insekten und Vögeln neuen Lebensraum. Damit wird das begrünte Hochhaus zu einem Zukunftsmodel für die Biodiversität im urbanen Umfeld. Hochhäuser mit Fauna und Flora dieser Art könnten ganze Hochhauskomplexe ergrünen lassen. Insbesondere in Verbindung mit Parkanlagen und Grünflächen ergeben sich grüne Korridore in der Stadtgestaltung.

Prototyp für die Städte von morgen

Heute werden Hochhäuser immer stärker in ökologische Überlegungen einbezogen. Denn man bewertet ihren Sinn und Nutzen ganz anders als noch vor Jahren. Somit spielen Höhenrekorde keine wichtige Rolle mehr. Das Hauptaugenmerk richtet sich dagegen jetzt auf Nachhaltigkeit sowie Energie- und Kosteneffizienz. Darüber hinaus steht das Design im Fokus.

Im jahr 2050 werden etwa 66 % der Welt-Bevölkerung in Städten leben. Die Bewaldung der Hochhäuser könnte die urbane Umwelt entscheidend verbessern.

Die Mailänder Zwillingstürme im neuen Stadtteil Porta Nuov a erlangten starke internationale Aufmerksamkeit. Den weltweit begehrten Internationalen Hochhauspreis überreichte der Kulturdezernent der Stadt Frankfurt/Main 2014 an das Architekturbüro Boeri Studio für die zwei Wohnhochhäuser Bosco Verticale. Damit gilt der Mailänder Vertikale Wald als das weltweit innovativste Hochhaus.

Die Jury des Internationalen Hochhauspreises begründete die Auszeichnung von Bosco Verticale mit der einzigartigen Bepflanzung der Hochhäuser. Das Projekt Vertikaler Wald habe Pionierarbeit für die Bepflanzung von Hochhäusern geleistet. Die beiden Mailänder Hochhäuser gelten im Sinne der Jury als Prototyp für die Städte von morgen. Die Jury lobte vor allem die exemplarische Nachhaltigkeit, die äußere Form sowie soziale Aspekte. Das Preisgeld für den vorbildlichen Entwurf beträgt 50.000 Euro.

Die Jury des international wichtigsten Architekturpreises für Hochhäuser beurteilt die nominierten Projekte nach folgenden 6 Kriterien:

Zukunftsweisende Gestaltung

Funktionalität

Innovative Bautechnik

Städtebauliche Einbindung

Nachhaltigkeit

Wirtschaftlichkeit

„Der Sieger des Internationalen Hochhauspreises 2014 ist: Bosco Verticale in Milano". Die Siegerehrung in der Frankfurter Paulskirche. (ab 4:04 Siegerehrung Bosco Verticale)
Fliegende Gärtner im Bosco-Verticale

Die Pflanzen auf den Zwillingstürmen gehören der Gemeinschaft der Bewohner. Doch wer pflegt die Gärten in luftigen Höhen? Fliegende Gärtner werden gebraucht. Denn die Bäume und weiteren Pflanzen müssen von außerhalb der Wohnungen gepflegt werden. An Seilen lassen sich die Gärtner vom Dach des Hochhauses herab. Wenn man in 100 Metern am Seil baumelt, ist Schwindelfreiheit gefragt.

Die angeseilten Gärtner beschneiden die Bäume. Sie erkennen Windschäden oder mögliche Wachstumshindernisse. Die Gärtner an den Seilen müssen allerdings nicht für die Bewässerung sorgen. Diese läuft über ein Schlauchsystem. Dabei wird das Brauchwasser des Wohnhauses genutzt.

Zwei Jahre lang waren Botaniker und Gärtner beschäftigt, den Wald zu gestalten. Nun scheint sich der Aufwand gelohnt zu haben. Bäume und Pflanzen gedeihen prächtig rund um das Hochhaus. Und es ist die völlig neue Ansicht eines Hochhauses entstanden.

In Nanjing entstehen die ersten Nachkommen der Mailänder Waldhochhäuser

Die Zwillingstürme in Mailand finden Anklang in China. In der Großstadt Nanjing baut das Mailänder Boeri Architekten Team bereits die nächsten vertikalen Wälder. Die Türme in Nanjing werden sogar höher als in Mailand. 200 und 108 Meter hoch sollen sie bewaldet in den Himmel ragen. Der Komplex wird ein Luxushotel, Büros, Geschäfte und Restaurants beherbergen. Geplant ist auch eine grüne Architekten Schule.

Allerdings gibt sich Boeri keinen Illusionen hin. Er macht deutlich, dass es noch ganz anderer Maßnahmen bedarf, um Chinas Städte vor der Umweltkrise zu retten. Zwei bewaldete Wolkenkratzer in Nanjing seien ein kleiner Beitrag zu einer sauberen Umwelt. Doch vor allem sieht er in den beiden Hochhäusern ein Beispiel, das ausstrahlen wird.

Fantastisch: China beauftragt Stadt mit 200 bewaldeten Hochhäusern

Die Vorstellungen des Mailänder Architekten nämlich bewegen sich bereits in anderen Höhen. Denn er will in den Smog geplagten chinesischen Städten ganze Waldstädte bauen. Dem britischen Guardian gegenüber enthüllte Boeri seine Pläne konkret.

In Liuzhou entsteht die erste bewaldete Hochhaus-City. Dies Video zeigt, wie weit dies Projekt vom italienischen Architekten Boeri bereits fortgeschritten ist.

Das Mailänder Architektenbüro erstellt gegenwärtig einen Entwurf für eine Waldstadt mit 100 bis 200 Gebäuden für 100.000 Bewohner. Bereits im Jahr 2020 sollen Teile fertig gestellt sein. Dieser Hochhauskomplex entsteht in Luizhou, einer Stadt mit 1,5 Millionen Einwohnern in der Provinz Guangxi.

Bereits heute leben über 50 Prozent der Weltbevölkerung in Städten. Bis zum Jahr 2050 erwartet man eine Steigerung auf 66 Prozent der Weltbevölkerung. Wenn die Städte nicht in die Höhe gebaut werden, werden sie immer mehr von der sie umgebenden grünen Landschaft schlucken.

Mit der Bewaldung von Hochhäusern gibt man der Natur Raum zurück. Boeris sehnlicher Wunsch besteht deshalb auch in einer Sache, die andere immens fürchten. Er möchte, dass seine vertikalen Wälder kopiert und wieder kopiert werden.

Quellen:

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Bosco-Verticale - 900 Bäume am Hochhaus -

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Bosco-Verticale, der vertikale Wald in Mailand gilt als innovativstes Hochhaus der Welt. 900 Bäume wachsen an den Wohntürmen. Mittel gegen den Klimawandel?

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Eine spannende Webseite zu biophilen Projekten in Städten

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Eine spannende Webseite zu biophilen Projekten in Städten

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Exploring the Biophilic City

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The bi-annual Biophilic Cities Journal includes a rich array of city and project spotlights, academic research, perspective pieces, and book reviews from global biophilic design and planning practitioners. The format and display of each journal issue seeks to emulate the beauty of the places it explores.

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The theory and practice of planning and designing biophilic cities from global leaders and practitioners. We have begun a collective pattern library to display the remarkable array of impressive, natureful work underway in cities around the world. ﻿Please peruse, be inspired as we are, but also nominate and contribute your own additions to the library!

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Verdichtete Stadt – Verlassenes Land | SWR odysso

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Projektziel: Der Bau lokaler Stromnetze soll Landflucht verhindern und die wirtschaftliche Entwicklung entlegener Dörfer vorantreiben
Projektumsetzung: Haushalte sollen mit Solaranlagen ausgestattet werden und an lokale Energienetze angeschlossen werden, damit sie größere Elektrogeräte wie Kühlschränke nutzen können. Einheimischen könnte so eine Einnahmequelle durch Solarenergie verschafft werden. Die Firma SOLshare plant 160.000 Haushalte und Geschäfte bis 2021 ans Netz anzuschließen
Projektvolumen: EUR 600.000, Förderung durch die Asiatische Entwicklungsbank (ADB), GSMA, IDCOL, Weltbank und GIZ

Etwa 17 Millionen Haushalte in Bangladesch haben keinen Zugang zum Stromnetz. Vor allem in ländlichen Regionen setzen Millionen Menschen auf ihre eigene Solaranlage auf dem Dach, um Strom zu erzeugen. Aber nicht jeder kann sich so eine Anlage leisten. Das Sozialunternehmen SOLshare will das ändern: Einzelpersonen sollen den Strom mit ihren Nachbarn teilen, mithilfe von Mikronetzen und sollen damit auch noch Geld verdienen.
Ein Film von Marion Hütter

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Ein Mikronetz für Solarstrom - "Energy Sharing" im ländlichen Bangladesch | DW | 10.10.2017

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Projektziel: Der Bau lokaler Stromnetze soll Landflucht verhindern und die wirtschaftliche Entwicklung entlegener Dörfer vorantreiben Projektumsetzung: Haushalte sollen mit Solaranlagen ausgestattet werden und an lokale Energienetze angeschlossen werden, damit sie größere Elektrogeräte wie Kühlschränke nutzen können. Einheimischen könnte so eine Einnahmequelle durch Solarenergie verschafft werden.

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Blog > Impulse ♻️ Berlin Recycling - Ihr Entsorger!

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Interessante Impulse zum Recycling ✅ Einblicke in unsere Arbeit ✅ Mehr rund um Berlin Recycling ► Erfahren Sie hier mehr!

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How to make an anti-gravity structure - Tensegrity structure from cardboard

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Die Frankfurter Küche - frühe Optimierungsvorschläge für effizientes Arbeiten auf kleinem Raum

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Ein dokumentarischer Film die Arbeit in der Küche und interessante Vorschläge zu ihrer Optimierung

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Ein dokumentarischer Film die Arbeit in der Küche und interessante Vorschläge zu ihrer Optimierung

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1. Kooperation

2. Jubiläumsarchiv

3. Magazin

4. Verstehe das Bauhaus!

Neues Wohnen

Die Mutter der Einbauküche, Margarete Schütte-Lihotzky, wäre 2017 120 Jahre alt geworden. Anlass für eine Spurensuche, was es mit ihrer Frankfurter Küche auf sich hat und wie sie zu derartiger Berühmtheit gelangte.

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Die aktuell modernen Kochinseln mit allerlei smarten Funktionen und die großen Esstische, an denen man sich für gesellige Kochabende versammelt, lassen die Frankfurter Küche aus dem Jahr 1926 aus heutiger Sicht nicht unbedingt als einen Küchentraum erscheinen. Doch damals war diese Küche ein Novum und zwar derart, dass eine Bedienungsanleitung über dem Herd die Hausherrin in die neuen Annehmlichkeiten ihrer bis ins Detail durchgeplanten Küche einführen sollte.

In den 1920er Jahren waren die Frauen noch immer „dazu verdammt, ihren Haushalt, einige wenige Erleichterungen ausgenommen, (...) so zu führen wie zu Großmutters Zeiten." [1] Doch die Zeiten hatten sich geändert und viele Frauen, vor allem aus bürgerlichen Kreisen, waren nun berufstätig. Daher beschäftigte sich Margarete Schütte-Lihotzky schon früh mit der Frage, wie richtiger Wohnungsbau die Hausarbeit erleichtern könne. Anregungen gaben ihr die Studien der amerikanischen Forscherin Christine Frederick, deren Buch „The New Housekeeping Efficiency Studies" ab 1921 in deutscher Übersetzung vorlag.

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Ernst May, der Margarete Schütte-Lihotzkys Arbeit im Wiener Wohnungsbau kannte, holte sie 1926 in sein Team am städtischen Hochbauamt Frankfurt am Main. Dort entwarf sie für die Siedlungen des Neuen Frankfurts eine effiziente, platzsparende Küche mit einer einfachen, kostengünstigen und vor allem hygienischen Ausstattung. Diese wurde in den folgenden Jahren in verschiedenen Varianten und Lackierungen in mehr als 10.000 Wohnungen des Neuen Frankfurts eingebaut.

Durch die Optimierung der Arbeitswege, den Verzicht auf einen zusätzlichen Essplatz in der Küche und eine effiziente Planung der Einbauten (Verzicht auf Rückwände, gemeinsame Seitenwände und eine durchgehende Arbeitsplatte) konnte die Küche auf eine minimale Größe begrenzt werden. Die nacheinander zu verrichtenden Arbeitsschritte waren nun in einer Reihe organisiert, so dass überflüssige Schritte von einer Seite der Küche zur anderen entfielen. Jetzt musste Frau sich lediglich umdrehen, die Schütte mit dem Mehl oder dem Salz greifen und einfach dosiert in den vor ihr brodelnden Kochtopf geben. Dieser konnte anschließend bequem auf der Kochkiste neben dem Herd abgestellt werden oder - noch raffinierter - in dieser isolierten Kochkiste selbst verstaut werden, um am Abend nach getaner Arbeit das fertig gegarte Essen direkt auf den Tisch zu servieren. Soweit die Vorstellungen der Architektin von den idealen Bewegungsabläufen in einer Küche.

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Wie die Frankfurter Küche tatsächlich genutzt oder später mit dem Einzug von Kühlschrank und Co. durch die Bewohner verändert oder angepasst wurde, haben in den 1980er Jahren der Architekturhistoriker Jonas Geist und der Kulturwissenschaftler Joachim Krausse untersucht und in einer wunderbaren Filmreihe festgehalten, in der auch Margarete Schütte-Lihotzky und Zeitzeugen zu Wort kommen. „Es war nicht einfach für viele Leute, sich vorzustellen, wie soll man sich da drin bewegen? Die ist ja so klein, das war der Haupteinwand. Denn die Küchen in den Häusern damals waren ja als Wohnküchen gedacht, und da konnte man sich drin bewegen. In der Frankfurter Küche war ja alles streng nach Arbeitsabläufen geordnet. Und da mussten sich die Leute erst dran gewöhnen." [2]

Vorträge, Veröffentlichungen und Ausstellungen machten die Vorteile der neuen Frankfurter Küche publik und erweckten auch im Ausland Aufmerksamkeit. 1936 hielt Margarete Schütte-Lihotzkys Küchenentwurf Einzug in Ernst Neuferts „Bauentwurfslehre" und fand in diesem Standardwerk weltweit Verbreitung. Als Vorläuferin der heutigen Einbauküche war sie mit einer einheitlichen Gestaltung und Aneinanderreihung der Funktionen wegweisend - wenn auch ihre Elemente nicht beliebig kombiniert und an verschiedene Küchenräume angepasst oder ergänzt werden können, wie man das heute kennt.

Offen bleibt die Frage, wie Margarete Schütte-Lihotzky angesichts von Lieferdiensten, Fertiggerichten, Thermomix und Co. eine Küche nach heutigen Bedürfnissen konzipieren und optimieren würde. Ein Arbeitslaboratorium, als das sie die Küche einst beschrieben hatte, wäre sie wohl nicht mehr. Erst unlängst stellte Gerhard Matzig fest, dass die Küchen heute zwar immer größer werden, aber immer weniger in ihnen gekocht wird. [3] Auf seine scharfzüngige Betrachtung aktueller Küchen(t)räume sei an dieser Stelle mit einem Augenzwinkern verwiesen.

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Bitte aktivieren Sie Javascript in Ihrem Browser. Kooperation Jubiläumsarchiv Magazin Verstehe das Bauhaus! Die Mutter der Einbauküche, Margarete Schütte-Lihotzky, wäre 2017 120 Jahre alt geworden. Anlass für eine Spurensuche, was es mit ihrer Frankfurter Küche auf sich hat und wie sie zu derartiger Berühmtheit gelangte.

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Ein interessanter Artikel von Planet Wissen

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Als Ernst May, Leiter des Hochbauamtes der Stadt Frankfurt, die noch nicht einmal 30-jährige Architektin Margarete Schütte-Lihotzky 1926 nach Frankfurt holt, kann diese bereits auf einen außergewöhnlichen beruflichen Werdegang zurückblicken.

Die Tochter eines liberalen Wiener Staatsbeamten hat bereits - gegen den zum Teil erbitterten Widerstand ihrer Familie, Professoren und Kommilitonen - von 1915 bis 1919 als erste und einzige Frau an der Kunstgewerbeschule in Wien Architektur studiert. Schon früh zeigt sich das Talent der sozial engagierten Frau. Sie gewinnt während ihrer Studienzeit zahlreiche Preise und Auszeichnungen.

Bereits Anfang der 1920er Jahre setzt sich Schütte-Lihotzky theoretisch mit der häuslichen Frauenarbeit auseinander. Der deutsche Architekt Ernst May wird auf sie aufmerksam und begeistert sich für ihre Arbeiten. Kurze Zeit nachdem er die Leitung des Hochbauamtes in Frankfurt übernommen hat, beruft er die junge Österreicherin in sein Team.

Als Leiterin der "Unterabteilung Hausrat" macht sie sich, angeregt durch das Buch "Die rationale Haushaltsführung" von Irene Witte, schon bald an die revolutionäre Umgestaltung des häuslichen Küchenbereichs.

Mit der fortschreitenden Industrialisierung und dem aufkommenden Massenwohnungsbau ändert sich auch die gewohnte Aufteilung des häuslichen Bereichs. Bis dato ist die Wohnküche der zentrale Raum der Familie. Hier wird gekocht, gegessen und sich versammelt. Diese Anordnung kann aufgrund von Platzproblemen im sozialen Wohnungsbau der 1920er Jahre nicht mehr fortgeführt werden.

Schütte-Lihotzky geht schon zum damaligen Zeitpunkt davon aus, dass die Frau zum allgemeinen Broterwerb der Familie einem Beruf nachgehen muss. Aus diesem Grund soll die Hausarbeit so wenig Zeit wie möglich in Anspruch nehmen, damit sich die Frau neben Beruf und Haushalt noch ausreichend um die Kinder kümmern kann.

Grundlage für die Entwicklung der "Frankfurter Küche" ist das Taylor-Prinzip aus der amerikanischen Industrie. Hierbei werden einzelne Arbeitsschritte und -wege mit der Stoppuhr gemessen, um die Abläufe zeitlich und räumlich zu optimieren. Schütte-Lihotzky wendet dieses Prinzip auch bei der Hausarbeit an und konzipiert so eine völlig neuartige, der veränderten Lebenssituation angepasste Küche.

Der Grundriss des Normaltypus der "Frankfurter Küche" beträgt 3,44 mal 1,87 Meter, also gerade mal knapp 6,5 Quadratmeter Fläche. Durch ein ausgeklügeltes System können alle für die Hausarbeit wichtigen Gerätschaften in diesem kleinen Raum integriert werden. Ein Bügelbrett und ein Tisch sind ausklappbar an der Wand befestigt, Arbeitsflächen können ausgezogen werden.

Die Geschirr-, Topf- und Vorratsschränke sind mit Schiebetüren versehen, eine Deckenlampe zur besseren Ausleuchtung ist per Schiene verstellbar. Ein System mit 18 Schütten soll allen wichtigen Lebensmitteln geordnet Platz verschaffen.

In der Mitte der Küche steht ein höhenverstellbarer Drehstuhl, damit die Frau alle Tätigkeiten bequem im Sitzen verrichten kann. Die Materialien müssen leicht abwaschbar und widerstandsfähig sein, lackiert sind sie größtenteils in Blau. Wissenschaftler haben kurz zuvor herausgefunden, dass Fliegen sich angeblich nicht auf blauen Flächen niederlassen.

Die "Frankfurter Küche" ist nicht für das gehobene Bürgertum gedacht, sondern für die untere Mittelschicht und die Arbeiterklasse. Bis 1930 werden allein in Frankfurt 10.000 Wohnungen mit dem Küchensystem ausgestattet, hauptsächlich im städtisch finanzierten sozialen Wohnungsbau.

Dieser Prototyp der Einbauküche kann sich aber nicht flächendeckend in Deutschland durchsetzen. Seine starre Konzeption kann zwangsläufig nicht in jeder Wohnung realisiert werden.

In der Folgezeit wird das arbeitsoptimierte System zwar übernommen, die Küche jedoch, je nach Platzangebot der Wohnung, maßgeschneidert. Bis heute hat sich an diesem Prinzip der Einbauküche nicht viel verändert.

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Als Ernst May, Leiter des Hochbauamtes der Stadt Frankfurt, die noch nicht einmal 30-jährige Architektin Margarete Schütte-Lihotzky 1926 nach Frankfurt holt, kann diese bereits auf einen außergewöhnlichen beruflichen Werdegang zurückblicken. Die Tochter eines liberalen Wiener Staatsbeamten hat bereits - gegen den zum Teil erbitterten Widerstand ihrer Familie, Professoren und Kommilitonen - von 1915 bis 1919 als erste und einzige Frau an der Kunstgewerbeschule in Wien Architektur studiert.

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ingenieur.de - Jobbörse und Nachrichtenportal für Ingenieure

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Batterien befinden sich in E-Autos, wir nutzen sie in Taschenlampen, Garten-, Elektro- und Multimediageräten. Ihre Ökobilanz ist eher schlecht, das Recycling ein fast unlösbares Problem. Eine Forscherin hat nun eine Idee entwickelt, das Graphit aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien zu recyceln: Schaumflotation lautet das Zauberwort.

Lithium-Ionen-Batterien beinhalten zahlreiche kritische Materialien. Dazu zählen Nickel, Kobalt, Lithium und Graphit. Ihr Nachteil: Es gibt nicht unendlich viel von diesen Materialien auf unserer Erde und ihre Gewinnung erfolgt meistens sogar noch unter fragwürdigen Arbeits- und Schutzbedingungen. Zugleich steigt aber mit zunehmend mehr Elektroautos auf den Straßen auch die Nachfrage nach genau solchen Batterien und diesen Materialien. Mit Blick in die Zukunft scheint es deshalb zwingend erforderlich zu sein, ein effizientes Recycling in der Batteriezellenproduktion zu etablieren. Das Ziel muss eigentlich lauten: Materialkreisläufe mit effizienten Ansätzen zu schließen.
Lithium-Schwefel-Batterien: Neuartiger Schwamm schafft Durchbruch
Das Problem ist bekannt und Forschende weltweit beschäftigen sich mit neuartigen Methoden. Ein konkretes Konzept entstand nun am Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologie Freiberg (HIF) - einer Einrichtung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR). Die Idee von Doktorandin Anna Vanderbruggen konzentriert sich auf das Graphit in den Batterien, dass sie mithilfe der Schaumflotation recyceln möchte. Die Schaumflotation kommt vor allem in der Aufbereitung von Erzen zum Einsatz. Hier gilt sie als ein wesentlicher Prozess, in dem wertvolle Mineralien von wertlosem Material getrennt werden. Darüber hinaus wird sie auch im Papierrecycling und der Abwasseraufbereitung eingesetzt. Damit die Schaumflotation funktioniert, muss das Ausgangsmaterial fein gemahlen sein und wird daraufhin mit Wasser aufgeschlämmt. Anschließend werden Luftblasen zugeführt. An ihnen bleiben die wertvollen Mineralpartikel haften und gelangen mithilfe der Luftblasen an die Oberfläche. Dabei bildet sich Schaum, der danach abfließt und die Mineralpartikel auf diese Art und Weise getrennt werden können.

Forschende setzt zum Batterie-Recycling auf Schaumflotation

Warum griff sie sich gerade das Graphit heraus? Es ist ein besonders kritisches Material und hat zugleich eine enorme Bedeutung. Schließlich wird die Batterieproduktion für E-Autos in den nächsten Jahrzehnten noch einmal deutlich steigen, sofern Elektromobilität weiterhin als der Weg in die Zukunft betrachtet und gefördert wird. Es gibt kaum natürliche Lagerstätten, und Recyclingunternehmen können es aktuell nicht zurückgewinnen. Es landet deshalb als Abfall bei diesen Firmen oder kann höchstens noch als sogenanntes Reduktionsmittel Verwendung finden. Im Rahmen ihrer Doktorarbeit entwickelte Vanderbruggen ein Konzept zur „Rückgewinnung von Graphit aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien".
Batterie voll oder leer? Dieser Trick zeigt es in Sekunden
„Mein Ansatz nutzt die in der Rohstoffindustrie bewährte Methode der Schaumflotation, um Graphit zu recyceln", erklärt die Forscherin. Die Schaumflotation sei ein etablierter und effizienter Prozess für die Trennung wertvoller Materialien von taubem Gestein für Partikelgrößen von etwa 10 bis 200 Mikrometer. Dabei basiere der Prozess auf der selektiven Hydrophobierung, also der wasserabweisenden Eigenschaft von Mineralen und der Anhaftung dieser Partikel an Gasblasen. Diese würden im Anschluss über einen Schaum herausgelöst. „Daher sind Oberfläche-, aber auch andere Partikeleigenschaften wie Größe und Morphologie, die wesentlichen Trennmerkmale für die Schaumflotation. Das Hinzufügen einer Schaumflotationsstufe ermöglicht die gemeinsame Rückgewinnung der Metalle und des Graphits", berichtet Vanderbruggen.

Idee zum Batterie-Recycling bei Wettbewerb vorgestellt

Mit ihrer Idee hat sie sich auch bei „Falling Walls" beworben. Das ist ein jährlich stattfindender Wettbewerb für junge Erfinderinnen und Erfinder, Forschende, Start-ups und Studierende. 2009 fand erstmals die Falling Walls Conference in Berlin statt, zu der auch der Wettbewerb gehört. Der Jahrestag des Mauerfalls lieferte auch das Motto: Mauern einreißen und Grenzen überwinden - in den Köpfen, im Denken und im Handeln.

Anna Vanderbruggen musste sich zuerst einer nationalen Ausscheidung des Falling Walls Labs stellen. Mit ihrem Erfolg sicherte sie sich die Teilnahme am Finale in Berlin Anfang November. Insgesamt 75 Forschende nahmen teil und hatten jeweils drei Minuten Zeit, der Jury ihre Zukunftsidee zu präsentieren und sie zu überzeugen. Die Jury vergibt insgesamt drei Preise: in den Kategorien Wissensengagement, Science Start-ups und Emerging Talents. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), die Helmholtz-Gesellschaft und die Robert Bosch Stiftung unterstützen die Falling Walls Conference. Darüber hinaus beteiligen sich zahlreiche wissenschaftliche Einrichtungen und Stiftungen, unter anderem die Leibniz-Gemeinschaft, die Fraunhofer-Gesellschaft, der Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft, die Leopoldina - Nationale Akademie der Wissenschaften, die Berliner Senatsverwaltung für Bildung, Wissenschaft und Forschung sowie der Europäische Forschungsrat.
Mehr zum Thema Batterien:
Ein Beitrag von:

Nina Draese

Nina Draese hat Geschichte und Kunstgeschichte (M.A.) studiert. Unter anderem hat sie für die dpa gearbeitet, die Presseabteilung von BMW, für die Autozeitung und den MAV-Verlag. Sie ist selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themen: Automobil, Energie, Klima, KI, Technik, Umwelt.

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Batterie: Forscherin findet endlich eine nachhaltige Lösung - ingenieur.de

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Batterien befinden sich in E-Autos, wir nutzen sie in Taschenlampen, Garten-, Elektro- und Multimediageräten. Ihre Ökobilanz ist eher schlecht, das Recycling ein fast unlösbares Problem. Eine Forscherin hat nun eine Idee entwickelt, das Graphit aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien zu recyceln: Schaumflotation lautet das Zauberwort. Lithium-Ionen-Batterien beinhalten zahlreiche kritische Materialien.

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Bioenergiedorf
St. Peter im Hochschwarzwald

>> Home Energie > StPeter >Bioenergiedorf-StPeter Bioenergiedorf

Blick vom Heitzmannsberg nach Süden über St.Peter zu Feldberg (links) und Schauinsland (rechts) am 7.3.2012

Bürger Energie St. Peter

Die Initiative "Bürger Energie St. Peter" plant, über einen Hackschnitzelkessel und eine Heißluftturbine gleichzeitig Strom und Wärme aus Holz zu erzeugen. Der Brennstoff stammt von Waldbesitzern aus der Region. Damit will die Gemeinde hoch über Freiburg 770.000 Liter Heizöl jährlich einsparen und 2650 Tonnen Kohlendioxid weniger ausstoßen. "Anfangs wollten sich nur 80 Familien an das Fernwärmenetz anschließen, jetzt sind es schon 150", sagte der Bürgermeister von St. Peter, Rudolf Schuler, bei der Übergabe des Bewilligungsbescheids durch Pfister.
1^3.1.2010, mehr auf www.st-peter-schwarzwald.de

Bürger Energie St. Peter eG: 2700 Tonnen CO2 weniger

Bürger sorgen für umweltverträgliche Energieversorgung - St. Peter ist sechzehntes Bioenergiedorf in Baden-Württemberg – CO₂-Ausstoß wird um 2.700 Tonnen verringert

Allabendlich flimmern über die TV-Schirme die grausamen Bilder aus dem Golf von Mexico. Brutaler und eindringlicher kann die Abhängigkeit der Menschheit vom Brennstoff Öl als Energiespender nicht demonstriert werden. Und was die Atomkraft als Stromlieferant angeht, haben hoffentlich noch viele Menschen die Bilder von Tschernobyl vor Augen. Angesichts dieser Szenarien ist die Kunde aus St. Peter wohltuend, seinem Ruf als im Januar von der Landesregierung ausgezeichneten Bioenergiedorf mit weiteren Aktivitäten noch mehr gerecht zu werden. Bioenergiedorf darf sich eine Gemeinde unter 20.000 Einwohnern nennen, die hundert Prozent des Strombedarfs und mindestens fünfzig Prozent der benötigten Wärme selbst und umweltfreundlich erzeugt. In Sachen Stromversorgung ist St. Peter jetzt schon autark, denn drei Windräder liefern bereits sieben Millionen Kilowattstunden pro Jahr – und ein viertes kommt hinzu. Wasserkraft liefert 400.000 Kilowatt und die montierte Photovoltaik jährlich 900.000 KW. 800 Quadratmeter Solarthermie, zahlreiche Stückholzöfen und andere Heizwerke helfen zu eigener Energie. Und jetzt kommt noch ein Fernwärmeprojekt hinzu, das für St. Peter ein neues Energiezeitalter einläutet. Die „Bürger Energie St. Peter eG" als Träger der Fernwärmeversorgung ist ein weiterer Beweis dafür, dass es gut ist, wenn „die richtigen Leute zum richtigen Zeitpunkt zusammen kommen" – und ein klares Zeichen gegen Reformstau und anfängliche Zurückhaltung im politischen Lager setzen. Der Bildhauer und Künstler Daniel Rösch hatte die Idee, den bereits in St. Peter bewährten alternativen Energieerzeugungen mit Wind und Sonne eine weitere hinzuzufügen. 2007 sprach er Menschen in St. Peter an, die „alle irgendwie mit Energie zu tun hatten", um mit ihnen über eine alternative und von Öl und Gas unabhängige Wärmeversorgung zu diskutieren. Die Idee einer Fernwärmeversorgung auf der Grundlage einer Hackschnitzelheizungsanlage war bald geboren. Mit der „Planerwerkstatt Hölken + Berghof" aus Vörstetten holten sie sich kompetente Ratgeber und Planer ins Boot. Eine Umfrage bei allen Bürgern in St. Peter ergab großes Interesse an der Versorgung mit Fernwärme und auch alle Großabnehmer wie die Gemeinde mit Schule, Hallenbad, Rathaus und Halle sowie das Erzbischöfliche Ordinariat mit Kloster, Kirche und Pfarrhaus sowie zahlreiche Hotels und Restaurants im Ortskern wollten dabei sein.

Genossenschaft als Modell von „Bürger für Bürger"
Um die notwendigen wirtschaftlichen Grundlagen zu schaffen, entstand die Idee einer Genossenschaft, die nach der Devise „Bürger für Bürger" keine Gewinnmaximierung anstrebt, sondern will, dass alle Bürger in Energiefragen auf Dauer eine gut kalkulierbare Basis für ihre Wärmeversorgung haben – und die auch noch umweltfreundlich und CO ₂-neutral ist. Allein 160 Privatpersonen traten der Genossenschaft bei – für 1.500 Euro einmaligem Mitgliedsbeitrag mit der Option eines Fernwärmeanschlusses oder für 500 Euro, wenn kein Anschluss z.B. wegen ungünstiger Anschlusslage möglich. Einige Landwirte nutzten diese Möglichkeit und sicherten sich so ein „Vorverkaufsrecht" für ihr Holz, das als nachwachsender Rohstoff im Hackschnitzelheizwerk benötigt wird. Die Genossenschaft ist der zukünftige Betreiber des Heizwerkes. Ein Vorstand leitet das operative Geschäft, der Baden-Württembergische Genossenschaftsverband erledigt die steuerlichen Dinge und ein Aufsichtsrat kontrolliert den Vorstand. Mitarbeiter der Gemeinde betreuen die Anlage, die via Fernwartung vom Büro Hölken + Berghoff beaufsichtigt wird. Das Heizwerk soll in den nächsten Wochen beim Bauhof in St. Peter errichtet werden. Derzeit wird in St. Peter kräftig gebuddelt. In vielen Straßen sorgen große isolierte Rohrleitungen, insgesamt 7,5 Kilometer lang, für die Wärmeversorgung. Die Nutzer müssen rund 5.000 Euro für einen Hausanschluss kalkulieren, bekommen aber z.B. für die 2.500 Euro teure Übergabestation rund 1.800 Euro Förderung. Überhaupt erhält das 5,2 Mio. teure Projekt viele Zuschüsse und eine günstige Finanzierung über die KfW-Kreditförderprogramme. Das Hackschnitzelheizwerk produziert mit modernster Technik Wärme und Strom. Insgesamt spart St. Peter ab November, dann soll die Anlage in Betrieb gehen, jährlich 800.000 Liter Heizöl ein und verringert damit den CO ₂-Ausstoß um 2.700 Tonnen im Jahr. Nutznießer ist auch die heimische Land- und Forstwirtschaft, die die notwendigen Hackschnitzel liefert. „Das ist Wertschöpfung in der Region", freut sich Daniel Rösch. Mit ihm als Initiator und Aufsichtsrat gehören Eugen Hog (Schriftführer), Klaus Gremmelspacher, Konrad Schwär, Marco Weber, Markus Bohnert (Vorstand), Matthäus Weber (Aufsichtsrat), Matthias Rohrer, Roman Appenzeller (Vorstand), Werner Rombach und Thorsten Frässle zu den Gründungsmitgliedern der „Bürger Energie St. Peter eG".

Gerhard Lück, 15.7.2010, www.dreisamtaeler.de

Spatenstich für zukunftsweisendes Fernwärmeprojekt

Das Fernwärmeprojekt in St. Peter nimmt Gestalt an. Umleitungen und Absperrungen prägen dieser Tage das sonst so beschauliche Ortsbild von St. Peter. Fernwärmeleitungen für 160 Genossenschaftsmitglieder – darunter die Gemeindeverwaltung mit Schule, Rathaus und Haus der Gemeinschaft und das Erzbischöfliche Ordinariat mit dem Klosterareal und der Barockkirche, Pfarrheim und Kindergarten – werden bis Oktober dieses Jahres in die Strassen eingebaut. Rund 7,5 Kilometer Fernwärmerohre und 160 Hausanschlüsse werden installiert; die Heizzentrale wird mit modernster Holzhackschnitzeltechnik Wärme und Strom produzieren. Den Spatenstich zur Heizzentrale nutzte die von Bürgern aus St. Peter gegründete Genossenschaft zum Festakt, bei dem sie Glückwünsche von Regierungspräsident Julian Würtenberger und vom Landtagsabgeordneten Klaus Schüle entgegennehmen konnte. Anwesend war auch ein Vertreter des Wirtschaftsministeriums, Bürgermeister Rudolf Schuler , einige Vertretern der politischen Parteien und viele Bürgerinnen und Bürger aus St. Peter und umliegenden Gemeinden.
Bürgermeister Rudolf Schuler dankte der Bürgerinitiative, die mittlerweile als eingetragene Genossenschaft firmiert, für ihre Arbeit. Mit diesem Projekt sei man in einem neuen Energiezeitalter angekommen. Man spare 800 000 Liter Heizöl ein und verringere dadurch den Co2 – Ausstoß um 2700 Tonnen pro Jahr. Vor allem die unermüdlichen Vorstände Markus Bohnert und Roman Appenzeller hätten die Arbeit zusammen mit den Gründungsmitgliedern in zweieinhalb Jahren vorangetrieben. Schuler wies darauf hin, dass auch die Gemeindeverwaltung durch ein frühes "Ja" zum Anschluss ihrer Gebäude das Projekt berechenbar gemacht habe. Mit dieser Zusage im Rücken konnte auch die Sparkasse dazu bewegt werden die notwendigen Kredite bereitzustellen. Auch der Sparkassenvorsand Brachs war unter den Gästen. Schuler dankte allen Genossen, die sich für die Sache durch Eintritt in die Genossenschaft stark machten. Er würdigte die vielfältigen positiven Auswirkungen dieses Vorhabens auf die heimische Land- und Forstwirtschaft, welche die Lieferung des Rohstoffs Holz in Form von HolzHackschnitzel übernehmen werden, damit die Wertschöpfung in der Region bleibe. Auch das Auftragsvolumen von 5,2 Milionen Euro für die Fernwärmeleitungen, die Heizzentrale, die Heizkessel und Installationsarbeiten wurden wo möglich an heimische Firmen vergeben.

Für ihn sei es eine großartige Sache, dass St. Peter im Januar in der Landeshauptstadt von Wirtschaftsminister Pfister bereits als Bioenergiedorf ausgezeichnet wurde. Der Spatenstich nun sei nun ein Meilenstein hin zu einer unabhängigen und umweltverträglichen Energieversorgung der Gemeinde und ihrer Bürger." In der Rede des Regierungspräsidenten wurde dann deutlich, welchen Stellenwert das Thema Energiepolitik für ihn selbst hat. Er wies auf die KFW- Kreditförderprogramme für Privatleute und Kommunen hinwies, welches die Bundesregierung aufgelegt habe, um vor allem das Energiesparen durch Dämmen von Bauten zu unterstützen. Würütenberger betonte die Bedeutung des Projekts für die Land- und Forstwirtschaft, die in der Lage seien, die heimische Bevölkerung unabhängig zu machen vom Gas- und Ölhahn ferner Länder. Außerdem könnte das Geld welches sonst in die arabischen Staaten fließe, in unserer Region verbleiben. Würtenberger bemühte auch das Bild vom Strom aus der Steckdose. Er sprach sich gegen die Risiken der Atomkraft aus und lobte die Pläne für das neue Windrad in St. Peter, mit dem nochmals 3300 Haushalte mit Öko-Strom versorgt würden. Gleichwohl verschwieg er sein Unbehagen nicht, welches ihm der Anblick der Berge mit Windrädern bereite. Um so erfreulicher sei es, dass das Heizkraftwerk und das geplante Blockheizkraftwerk zur Stromerzeugung diene und das ohne negativen Nebenwirkungen. Außerdem wies er darauf hin, dass dieses Projekt für St. Peter weit über die Grenzen hinaus werbe. An den Bürgermeister und den Vorstand der Bürgerenergie-Genossenschaft Markus Bohnert gewandt sagte er: "Die Gemeinde wird überrannt werden von Interessenten, Bürgerinitiativen und Bürgern, die sich dieses Projekt ansehen wollen. Bereits für Herbst hat sich eine Delegation aus dem Landtag angekündigt. Er bat nachdrücklich darum, das Wissen um die Projektierung und Durchsetzung weiterzugeben, damit auch er seinem Ziel näher komme, bis 2020 100 Bioenergiedörfer fördern zu können. Schließlich dankte er den Gründungsmitgliedern, die dieses heraus ragende Projekt ins Leben gerufen haben. Das Bürgerengagement sei die einmalige Sache, die man sich in St. Peter "ins Schaufenster stellen müsse".
Der Landtagsabgeordnete Schüle erinnerte an die Gewerbeschau 2009, als ihm dieses Projekt vorgestellt wurde und er schon damals spürte: " Das wird was, da haben sich Bürger gefunden, die für eine Idee eintreten und was bewirken wollen abseits von Partei und Fraktionszwängen." Schüle rechtfertigte eine Laufzeitverlängerung von AKWs. Er sprach sich für die Kernkraft als Brückentechnologie aus und stellte sich hinter das Vorhaben der Landesregierung, die Gewinne einer längeren Laufzeit abzuschöpfen und sie direkt den erneuerbaren Energien zugute kommen lassen. Der Vorstand der Bürgerenergie Markus Bohnert führte dann in seiner Rede aus, wie es zu dieser Bürgerenergiegenossenschaft kam. Daniel Rösch rief in Energiefragen kompetente Mitbürger auf, sich an einen Tisch zu setzen, um über ein Heizkraftwerk nachzudenken.
23.6.2010

Mit einer landesweiten Werbekampagne für regenerative Energien will die Landesregierung die Umsetzung ihres Energiekonzepts 2020 vorantreiben. Insbesondere bei der Windkraft hinke das Land noch hinterher, sagte Wirtschaftsminister Ernst Pfister (FDP). Er übergab am Montag einen Förderbescheid als Bioenergiedorf an die Gemeinde St. Peter im Schwarzwald.
Die "Bürger Energie St. Peter" plant, über einen Hackschnitzelkessel und eine Heißluft-Turbine gleichzeitig Strom und Wärme aus Holz zu erzeugen. Das Holz stammt aus der Region. Pro Jahr sollen dadurch rund 770 000 Liter Heizöl gespart und 2650 Tonnen Kohlendioxid weniger ausgestoßen werden. St. Peter ist in Baden-Württemberg nach Angaben von Pfister die 16. Gemeinde, die sich autark mit Energie aus regenerativen Quellen versorgt, beziehungsweise sich auf den Weg dahin gemacht hat. "Die Bioenergiedörfer zeigen beispielhaft, wie sich das von der Landesregierung beschlossene Energiekonzept 2020 von der Theorie in die Praxis umsetzen lässt", sagte Pfister. Mittelfristig seien 100 Bioenergiedörfer im Land ein realistisches Ziel. Die Landesregierung fördert Vorhaben, bei denen die Wärmeversorgung von Gemeinden, Städten sowie Orts- und Stadtteilen überwiegend durch Bioenergie, auch in Kombination mit anderen erneuerbaren Energien, gedeckt wird. Die Zuschüsse betragen bis zu 20 Prozent.
13.1.2010, www.suedkurier.de

© by freiburg-schwarzwald.de, Kontakt, Update 11.03.12

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Bioenergiedorf St. Peter im Hochschwarzwald >> Home Energie > StPeter >Bioenergiedorf-StPeter Bioenergiedorf Blick vom Heitzmannsberg nach Süden über St.Peter zu Feldberg (links) und Schauinsland (rechts) am 7.3.2012 Bürger Energie St. Peter Die Initiative "Bürger Energie St. Peter" plant, über einen Hackschnitzelkessel und eine Heißluftturbine gleichzeitig Strom und Wärme aus Holz zu erzeugen.

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Wissenschaftler des MEET Batterieforschungszentrums der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster haben herausgefunden, dass der Ansatz „Design for Recycling" dazu beitragen könnte, eine nachhaltige Batteriewirtschaft aufzubauen.

Batterien gewinnen immer mehr an Bedeutung. Das liegt nicht nur daran, dass sie heute in allen erdenklichen Geräten integriert sind, die unseren Alltag erleichtern - wie Smartphones und Laptops. Vor allem aber sind Batterien wichtig, wenn es um die Zukunft der Stromversorgung und die Mobilität von morgen geht. Schließlich sind sie in der Lage, Strom aus erneuerbaren Energien zu speichern. Das ist entscheidend, da Sonne und Wind nicht rund um die Uhr zuverlässig Strom liefern. Er muss also gespeichert werden können, um ihn zur passenden Zeit nutzen zu können. In Elektroautos stellen Batterien sozusagen das Herzstück dar. Ohne sie gäbe es keine Fortbewegung. Denn auch hier speichern sie die Energie, die das Auto zum Fahren benötigt. In beiden Fällen hat sich die Lithium-Ionen-Batterie aktuell als Standard etabliert. Die Gründe: Sie hat eine hohe Energiedichte, eine hohe spezifische Energie und bietet eine gute Fähigkeit zum Wiederaufladen.
Die erste waschbare Batterie ist da
Batterien sind in ihrer Herstellung und ihrer Entsorgung allerdings bisher noch ein Problem. Es werden verschiedene Stoffe benötigt, die zum Teil zu den Seltenen Erden gehören. Sie sind also nicht unbegrenzt vorhanden. Zudem lassen sich die meisten Materialien nur sehr schlecht oder aufwendig recyceln. Forschende beschäftigen sich deshalb seit einiger Zeit mit genau dieser Problematik. Ein Team des MEET Batterieforschungszentrums der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster hat sich explizit mit den Herausforderungen neuer Materialkonzepte für das Batterierecycling beschäftigt und kommt zu dem Schluss, dass vor allem „Design for Recycling" ein vielversprechender Ansatz sei.

Batterierecycling und die Idee „Design for Recycling"

„Die dynamische Entwicklung des Batteriemarkts spiegelt sich auch in den eingesetzten Materialien wider. Auf Seiten der Aktivmaterialien wird beispielsweise oft ein Materialmix eingesetzt, der es erschwert, hohe Recycling-Effizienzen und Reinheiten der einzelnen Rohstoffe zu erreichen", sagt Sascha Nowak, Bereichsleiter Analytik und Umwelt am MEET Batterieforschungszentrum der WWU. Münster. Auch der geringere Materialwert bestimmter Aktivmaterialien wie Lithium-Eisen-Phosphat (LFP) im Vergleich zu Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Oxid (NMC) senke die Profitabilität des Recyclings.

Bei der Idee „Design for Recycling" ginge es darum, Verschraubungen und Verbindungen, die sich zwischen Modulen oder Zellen befinden, zu standardisieren und sie so zu entwickeln, dass zugleich auch die Demontage der Zellen möglichst automatisiert funktioniere. Auch das Materialdesign haben die Forschenden dabei im Blick. Wasserbasierte Bindersysteme für Elektrodenmaterialien wären beispielsweise effizienter als potenziell toxische Lösungsmittel, die dann das Recycling besonders teuer machten.

Batterierecycling braucht eine zirkuläre Produktionskette

Die Forschenden haben darüber hinaus noch einen weiteren Ansatz entwickelt: das direkte Recycling. „Dabei werden Aktivmaterialien, hauptsächlich aus der Kathode, nach dem Gebrauch durch Relithiierung reaktiviert, um sie direkt in neuen Zellen verbauen zu können, ohne dass eine vollständige Resynthese der Materialien erfolgen muss", erläutert Jonas Neumann, Doktorand am MEET Batterieforschungszentrum. Das ließe sich aber nicht so ohne weiteres umsetzen, da in einigen Ländern unterschiedliche rechtliche Rahmenbedingungen vorliegen. In China und der EU zum Beispiel sind die Batterieproduzenten für das Recycling der Batterien verantwortlich. Dazu kämen Bestimmungen für Sammelraten gebrauchter Batterien sowie Ziele für die Rückgewinnung des Materials. Die USA setzen dabei hauptsächlich auf das Recycling von Nickel-Cadmium- und Blei-Säure-Akkus.

Betrachte man die drei hauptsächlichen Einsatzgebiete der Batterien - Unterhaltungselektronik, Elektro-Autos und Stromspeicher - kommen die Forschenden zu folgenden Ergebnissen: Wolle man in der Unterhaltungselektronik eingesetzte Batterien effizient recyceln, müssten vor allem die Inhaltsstoffe klar erkennbar sein. Dazu brauche es eine effektive Trennung der unterschiedlichen Materialien. Das könne aber unter Umständen den Aufwand bei den Verbraucherinnen und Verbrauchern erhöhen und somit die Sammelquote reduzieren. Deshalb schlagen die Forschenden den Aufbau einer geeigneten Sammelinfrastruktur, standardisierte Batterieetiketten und verbindliche Sammelquoten vor. Für Batterien in E-Autos und solche, die als Stromspeicher dienen, müssten vor allem eine zirkuläre Produktionskette aufgebaut werden. Das beinhalte eine bessere Trennung der Materialströme zu Beginn des Recyclings, mit dem Ziel eine höhere Produktreinheit und Recyclingeffizienz zu erreichen, was am Ende zu einer wettbewerbsfähigen Batterierecyclingindustrie beitrage. Die neue Produktionskette basiere dabei auf drei miteinander verbundenen Zyklen: Der erste sei die Nutzungsphase, im zweiten würden sie bis auf Zellebene zerlegt, damit sie im dritten sortiert und je nach Zustand direkt wiederverwendet werden könnten oder dem finalen Recyclingkreislauf zugeführt werden müssten.
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Ein Beitrag von:

Nina Draese

Nina Draese hat Geschichte und Kunstgeschichte (M.A.) studiert. Unter anderem hat sie für die dpa gearbeitet, die Presseabteilung von BMW, für die Autozeitung und den MAV-Verlag. Sie ist selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themen: Automobil, Energie, Klima, KI, Technik, Umwelt.

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Batterierecycling: So wird es effizient, ökologisch und wirtschaftlich - ingenieur.de

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Wissenschaftler des MEET Batterieforschungszentrums der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster haben herausgefunden, dass der Ansatz „Design for Recycling" dazu beitragen könnte, eine nachhaltige Batteriewirtschaft aufzubauen. Batterien gewinnen immer mehr an Bedeutung. Das liegt nicht nur daran, dass sie heute in allen erdenklichen Geräten integriert sind, die unseren Alltag erleichtern - wie Smartphones und Laptops.

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1000 Kilometer Reichweite durch neues Batteriekonzept

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Mit Elektroautos kommt man heute noch nicht sehr weit. Ein Grund: Die Batterien benötigen viel Platz. Fraunhofer-Wissenschaftler stapeln großflächige Zellen übereinander. Das bringt mehr Leistung in die Fahrzeuge. Erste Tests im Labor verliefen positiv. Mittelfristig streben die Projektpartner mit dem Einbaukonzept Reichweiten für Elektroautos von 1000 Kilometern an.

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Building Urban Villages - SMALL FOOTPRINT - Ep 3

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This Tree-Shaped Wind Turbine Silently Generates Electricity

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Filmernst | Filmdatenbank | 2040 | Begleitmaterial

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Ein Film für Kinder, Jugendliche und andere Visionäre

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Filmernst | Das Kompetenzzentrum für Film - Schule - Kino im Land Brandenburg

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Lets do it!

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