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GEMEINSAME HERAUSFORDERUNGEN FÜR ENERGIEVERSORGER, KOMMUNEN UND WOHNUNGSWIRTSCHAFT | Die Nachhaltigkeitsziele auf Bundes- und Länderebene erfordern eine klimaschonende Wärmebereitstellung. Das Ziel des klimaneutralen Gebäudebestands bis 2045 lässt sich nur durch eine innovative und zukunftsfähige Wärmeversorgung erreichen. Deshalb müssen sich Energieversorger und Kommunen sowie die Wohnungswirtschaft gemeinsamen Herausforderungen stellen und an einem Strang ziehen, um diese zu meistern. Das Fraunhofer IFAM unterstützt dabei mit einer strategischen Planung der Wärmeversorgung und berücksichtigt unter anderem die verschiedenen möglichen Versorgungsoptionen und deren Wirtschaftlichkeit.

Im Projekt »Quartier für Quartier« fokussieren Expertinnen und Experten vom Fraunhofer IFAM Fragen der aktuellen und zukünftigen Erdgasversorgung, die durch die Zielsetzung der Klimaneutralität bis 2045 transformiert werden muss. Mit der Betrachtung von Quartieren als kleinräumige Ebene wird dabei insbesondere die Versorgungsstruktur in den jeweiligen Straßenzügen vor Ort analysiert und unter Hinzunahme weiterer technischer sowie sozioökonomischer Faktoren für die Zukunft modelliert.

DIE PULVERTECHNOLOGIE ALS NACHHALTIGE ALTERNATIVE ZU KONVENTIONELLEN FERTIGUNGSVERFAHREN | Rohstoffknappheit und steigende Umweltbelastungen stellen die heutige Welt vor große Herausforderungen. Umso wichtiger ist die nachhaltige, ressourcenschonende Fertigung von Produkten. Dabei muss der gesamte Produktlebenszyklus betrachtet werden: Vom Design über die Fertigung und Logistik bis zum Recycling. Die Pulvertechnik bietet hier die besten Voraussetzungen. Mit ihr lassen sich Material- und Energieverbräuche deutlich verringern und Rohstoffe leicht recyceln. Das Fraunhofer IFAM beschäftigt sich seit vielen Jahren mit verschiedensten Verfahren der Pulvertechnologie.

GEZIELTE VERBESSERUNG BIOBASIERTER KLEBSTOFFE FÜR MODERNE ANWENDUNGEN | Biobasierte Klebstoffe, die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Dies ist nicht nur auf die Verknappung petrochemischer Ressourcen zurückzuführen, sondern auch auf den wachsenden Wunsch der Industrie und der Verbraucher nach nachhaltigeren Alternativen. Biobasierte Klebstoffe sind keineswegs eine neue Erfindung; einige von ihnen werden seit Tausenden von Jahren erfolgreich eingesetzt. Biobasierte Klebstoffe greifen auf eine Vielzahl natürlicher Materialien wie Proteinen (z. B. Glutinleim), Stärke, Zellulose oder Naturkautschuk zurück. Doch um sie für eine breitere Palette moderner Anwendungen zu nutzen, müssen bestimmte Eigenschaften gezielt verbessert werden.

»Drucken von hochreflektivem Reinkupfer ohne Wärmenachbehandlung« – im Artikel der Fachzeitschrift GIESSEREI (Ausgabe 4/2022) werden die Vorteile der Verarbeitung von Reinkupfer durch Selektives Elektronenstrahlschmelzen zu formkomplexe Bauteilen mit einzigartiger Kombination aus elektrischer und thermischer Leitfähigkeit demonstriert.

BATTERIEHERSTELLUNG MITTELS 2D- UND 3D-DRUCKVERFAHREN | Fertigungstechnologie für Batterien der Zukunft: Mithilfe des Siebdruck-Verfahrens bietet das Fraunhofer IFAM Alternativen für die Batteriefertigung. Neue Fertigungskonzepte ermöglichen dabei höhere Aktivmaterialbeladungen sowie größere Freiheiten im Elektrodendesign. Komplett gedruckte Batterien verhelfen einerseits dazu, sich von den Einschränkungen der aktuellen Fertigungstechnik zu lösen und andererseits den Einsatz von Lösemitteln und nachfolgender Trocknungsprozessen zu reduzieren. Das Fraunhofer IFAM verbindet dabei Batterie-Expertise mit fundiertem Know-how in der Additiven Fertigung.

MEHR NACHHALTIGKEIT IN DER ELEKTROMOBILITÄT DURCH ANWENDUNG VON NEUEN METHODEN ZUR VERBESSERUNG DER BATTERIELEBENSDAUER | Im Fraunhofer Attract-Projekt »ProLIBs: Ein Ausweis für Batteriezellen« wird die Lebensdauer von Batterien für Elektrofahrzeuge und andere Anwendungen vorhergesagt und verbessert. Die neue Methode zur Lebensdauerprognose basiert auf einer Kombination von Messungen der Batterieeigenschaften und Modellen des Verhaltens von Batteriezellen. Diese Messungen können direkt während der Nutzung einer Batterie z.B. im Elektroauto durchgeführt werden. Durch Anwendung dieser Methode zur präziseren Lebensdauerprognose von Hochenergie-Lithiumionen-Batteriezellen und anderen Zelltypen wie Festkörperbatterien im Batteriemanagementsystem (BMS) ist es möglich, mit optimalen Lade- und Entladeprofilen eine erhöhte Lebensdauer zu erreichen.

Die Fraunhofer-Gesellschaft trägt zur Bekämpfung der Pandemie mit der Förderung sogenannter Anti-Corona-Projekte aus dem Medizin- und Gesundheitssektor bei. Das Fraunhofer IFAM erforschte antivirale Beschichtungen, desinfizierende oder sterilisierende Behandlungsverfahren für Raumluft sowie Konzepte zur automatisierten Reinigung und Desinfektion im öffentlichen Personenverkehr mittels Servicerobotern.

Die Luftfahrt in Europa muss bis 2050 klimaneutral und nachhaltig sein, und das entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Um dies zu erreichen, müssen ab 2035 klimaneutrale Flugzeuge zur Verfügung stehen. Zentrale Voraussetzung hierfür sind neue Materialien und Fertigungsverfahren.

Nachhaltige Batterietechnologien gewinnen stetig an Relevanz und sind für eine kostengünstige, umweltfreundliche und ungefährliche Technologie unverzichtbar. Aufgrund des wachsenden Umweltbewusstseins stehen nachhaltige Fertigungsprozesse im Fokus. Darüber hinaus können aufgrund von Ressourcenknappheit von Lithium nicht alle Anwendungsfelder durch marktführende Lithium-Ionen-Batterien (LIB) abgedeckt werden, es erfordert alternative Batteriezelltechnologien, wie Zink- und Natrium-basierte Systeme.