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HANNOVER MESSE 2018, 23. - 27. April
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Energieeffiziente Algenproduktion

Zackenförmige Oberfläche schafft optimale Wachstumsbedingungen.

Karlsruher Institut für Technologie

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Produktbeschreibung

Algen können in Zukunft einen Beitrag zur Sicherung unserer Energieversorgung leisten, indem sie Biomasse zur Herstellung von Biodiesel liefern. Auch die Verwertung der Algenbiomasse zur Stromerzeugung ist denkbar. Algen, die so modifiziert wurden, dass sie bestimmte Proteine oder pharmakologisch wirksame Substanzen produzieren, sind außerdem für die Kosmetik- und Pharmaindustrie interessant.

Aus diesen Gründen werden Algen zunehmend in Bioreaktoren gezielt gezüchtet. Häufig bestehen diese Reaktoren derzeit aus aufrecht stehenden, transparenten Platten oder Röhren, in die das Algenmaterial und eine Nährlösung eingefüllt werden. Aufgrund ihrer schmalen, hohen Form nutzen solche Reaktoren das von oben auftreffende Sonnenlicht jedoch nicht optimal. In die Röhren- und Plattenreaktoren wird mit Kohlendioxid angereicherte Luft mit großem Druck eingeleitet. Außerdem muss das Algenmaterial unter erheblichem Energieaufwand mithilfe von Pumpen ständig umgewälzt werden. Damit die Algen einen positiven Beitrag zur Energieversorgung leisten können, muss die Energieausbeute aus der Biomasse größer sein als der Energieaufwand für den Betrieb der Reaktoren.

KIT-Wissenschaftler des Instituts für Bio- und Lebensmitteltechnik haben einen Photobioreaktor entwickelt, der eine energieeffizientere Produktion von Algen ermöglicht. Der Reaktor besteht aus zwei horizontalen Plexiglasplatten, zwischen die Algenmasse und Nährlösung eingefüllt wird. Dadurch ergibt sich nur ein minimaler hydrostatischer Druck im Reaktor. Da die Platten wie eine Ziehharmonika zackenförmig gestaltet sind, ist die Oberfläche des Reaktors etwa viermal so groß wie die zum Aufstellen benötigte Grundfläche. Der Winkel der Zacken ist so gewählt, dass der Lichteinfall für das Algenwachstum optimal ist. Die Algen wachsen daher so schnell, dass beim Freilandbetrieb täglich etwa ein Drittel der Algenbiomasse geerntet werden kann.

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Das Strangpressverfahren hat eine große wirtschaftliche Bedeutung. Ob im Bereich der Fahrzeugtechnik oder in der Luft- und Raumfahrttechnik: der Bedarf an Profilen als Ultraleichtbaukörper ist enorm. Bis heute erfolgt die Bearbeitung von gekrümmten Strangpressprofilen mit Hilfe starrer Vorrichtungen, ...weiterlesen

Nachhaltige Softwarearchitektur Palladio

Soll in die Erweiterung oder Neuimplementierung einer Software investiert werden? Welche Art von Server oder Betriebssystem ist sinnvoll? Was passiert, wenn Hunderte von Nutzern gleichzeitig zugreifen? Unternehmen müssen bei der Software-Entwicklung Problemstellungen wie diese berücksichtigen. Wenn eine ...weiterlesen

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Verbindungen im Metallbau werden in der Regel durch Schweißen, Schrauben und Nieten hergestellt. Beispielsweise werden im Hoch-, Infrastruktur- und Brückenbau metallische Konstruktionselemente zusammengefügt. Die gängigen Fügeverfahren bringen jedoch Nachteile mit sich: Bei Schraub- und Nietverbindungen ...weiterlesen

Carbamate aus nachwachsenden Rohstoffen

Verfahren zur Herstellung von Carbamaten für die chemische Industrieweiterlesen

Druckbarer Elektrolyt

KIT-Wissenschaftler entwickeln Elektrolyt für druckbare Elektronik.weiterlesen

Chlorid-Ionen-Akku

Bis 2020 wünscht sich die Bundesregierung eine Million batteriebetriebene Fahrzeuge auf deutschen Straßen. Mit dem Zuwachs an Elektromobilität wird sich auch die Nachfrage nach neuen und nachhaltigen Batteriesystemen erhöhen. Weiter müssen nachhaltig verfügbare und sichere Lösungen für stationäre Stromspeicher ...weiterlesen

Kostensparende Halbleiterherstellung

Mineralische Schicht ermöglicht hohe Dotierungsdichten von Halbleiternweiterlesen

Schaltbare Magnete

Magnete haben vielfältige technische Anwendungen: Magnetkräfte können zum Beispiel Maschinen bewegen oder Roboterhände zugreifen lassen. Es gibt Ventile, die wie kleine Schleusen mit Magneten geöffnet und geschlossen werden. Schließlich ist es möglich, Magnetpartikel an chemische oder biologische Substanzen ...weiterlesen

Direktsynthese von Wasserstoffperoxid

Wasserstoffperoxid ist ein effektives Oxidationsmittel. Es wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, insbesondere in der chemischen Industrie und bei der Papierherstellung. Da beim Einsatz von Wasserstoffperoxid als Nebenprodukt nur Wasser entsteht, gilt es als umweltverträgliches Oxidationsmittel. Die ...weiterlesen

Mahlverfahren für Batteriematerial

Moderne medizinische Kleingeräte, wie Hörhilfen oder Herzschrittmacher, müssen so leicht und kompakt wie möglich sein. Für ihren Betrieb verwendet man deswegen kleine Batterien, vor allem Knopfzellen. In medizinischen Anwendungen müssen sie über eine möglichst hohe Speicherkapazität verfügen, ein häufiges ...weiterlesen

Innovative Kupplungsscheibe

Hybridkonstruktion ermöglicht die Übertragung hoher Drehmomente.weiterlesen

Detektor für Phosphor

Phosphor ist ein wichtiger Bestandteil vieler Düngemittel. Somit wird die Substanz auch zukünftig in der Landwirtschaft eine Schlüsselrolle spielen, um ausreichend Nahrungsmittel für die wachsende Weltbevölkerung produzieren zu können. Da Phosphor in Deutschland nicht abgebaut werden kann, muss er unter ...weiterlesen

Perfekt kristalline Schichten

Wie ein Schwamm saugen sie sich voll: MOFs (Metal-Organic Frameworks) sind pulverförmige, hochporöse Materialien, die Moleküle oder Nanopartikel aufnehmen können. Diese Eigenschaft macht MOFs für viele Einsatzgebiete attraktiv. Sie können Gase, wie beispielsweise Wasserstoff oder Methan, einlagern und ...weiterlesen

Magnetisierung nach Wunsch

Globale Kommunikation, Austausch von Bildern und Filmen, intelligente und vernetzte Geräte: überall werden ständig steigende Mengen an Daten produziert. Damit steigt auch der Bedarf an Speichermöglichkeiten. Magnetische Materialien könnten in Zukunft eine Schlüsselrolle für die Entwicklung neuartiger ...weiterlesen

Flexible Hydrierung

Zur Herstellung von Margarine werden Pflanzenöle hydriert, sodass sie bei Raumtemperatur fest sind. Solche Hydrierungen sind Reaktionen, bei denen Wasserstoff andere Elemente einer Substanz ersetzt oder sich an freie Doppelbindungen anlagert. Die Herstellung vieler Chemikalien oder Pharmazeutika basiert ...weiterlesen

Geruchlos und nahezu reinigungsfrei

Schutzgruppen sind ein wichtiger Bestandteil der synthetischen organischen Chemie. Durch das Anbringen von Schutzgruppen an die Ausgangssubstanz wird eine ungewollte Umsetzung der funktionellen Gruppe bei einer chemischen Reaktion verhindert. So kann eine selektive Umwandlung einer reaktiven Gruppe in ...weiterlesen

Drücken und Drehen

Werkzeug verfestigt Metalle und Legierungen.weiterlesen

Vor Strahlung geschützt

Strukturierte, magnetische Schicht dämpft elektromagnetische Wellen.weiterlesen

Präzises Schweißen

Laser erzeugt Schweißnähte, deren Form sich exakt einstellen lässt.weiterlesen

Maßgeschneidertes Extraktionsverfahren

Magnetische Nanopartikel zur effizientenTrennung von Stoffgemischen.weiterlesen

Flüssigkeiten auf dem Förderband

Viele Analysen in der Medizin, Pharmazie und Chemie können heute unter Verwendung mikrofluidischer Chips durchgeführt werden, die auch als Lab-On-A-Chip bezeichnet werden. Bislang wird für jede Anwendung ein individueller Chip entworfen, in dem die Flüssigkeiten durch winzige Kanäle gepumpt werden. ...weiterlesen

Modulare Steckkunst

Miniaturisierung von hochfrequenten elektronischen Schaltungen.weiterlesen

Energieeffiziente Algenproduktion

Zackenförmige Oberfläche schafft optimale Wachstumsbedingungen.weiterlesen

Im Fokus

Kameras für Foto- oder Filmaufnahmen sollen immer kleiner, leichter und kompakter werden. Oft werden solche Kameras auch in andere Geräte, wie beispielsweise Smartphones, integriert. Auch in der Medizin sind Minikameras im Einsatz, zum Beispiel in Endoskopen. Für fast alle Anwendungen ist es notwendig, ...weiterlesen

Bauen mit Photonen

Quantencomputer arbeiten mit einzelnen Photonen, also Lichtteilchen, und sollen eines Tages viel schneller rechnen können als alle bisherigen Computer. Einzelne Photonen spielen auch in neuartigen Systemen zur abhörsicheren Übertragung von Nachrichten eine Rolle. Diese als Quantenkryptographie bezeichnete ...weiterlesen

Faserwickeln als Fügeverfahren

Faserverbundwerkstoffe haben sich in den letzten Jahren zu einer wichtigen Materialklasse entwickelt. Aufgrund ihres hohen Leichtbaupotentials in Kombination mit erstklassiger mechanischer Performance werden sie in der Luftfahrt gleichermaßen eingesetzt wie im Automobil- und Schiffsbau, der Energietechnik ...weiterlesen

Idealer Klebestreifen

Geckos können an Wänden und sogar über Kopf an horizontalen Flächen entlanglaufen. Die Füße der Echsen haften auf fast jedem Untergrund und verlieren ihre Klebkraft auch bei mehrmaligem Kontakt mit schmutzigen Oberflächen nicht. Möglich ist dies, da die Zehen vieler Geckoarten eine lamellenartige Struktur ...weiterlesen

Hartstoffbeschichtungen für Werkzeuge

Will man die Produktivität und Wirtschaftlichkeit von Bauteilen und Werkzeugen maximieren, so ist es nötig, die Standzeiten zu verlängern, also die Geräte möglichst lange zu nutzen, ohne dass erhebliche Verschleißerscheinungen auftreten. Um den Verschleiß zu vermindern, werden daher heutzutage Bauteile, ...weiterlesen

Schleusen-Shuttle für Materialproben

Wissenschaftler stehen oft vor dem Problem, mit luftempfindlichen oder gefährlichen Proben und Materialien arbeiten zu müssen. So kann es beispielsweise bei der Entwicklung von Batterien und in der Photovoltaik nötig sein, Messungen an Materialien im Vakuum oder unter Schutzgasatmosphäre durchzuführen. ...weiterlesen

Elektronik aus dem Drucker

Schnelle Feldeffekttransistoren im Druckverfahren produzieren.weiterlesen

Turbulenzen beherrschen

Optisches Tomographieverfahren zur Prozessoptimierung in Brennkammern.weiterlesen

Metalldotierte Kunststoffe

Reaktivharze finden Eingang in eine Vielzahl von Anwendungen, z.B. in den Bereichen Coatings, Elektronik oder bei Klebstoffen. Darüber hinaus stellen sie eine wichtige Komponente zur Gewinnung von Faserverbundwerkstoffen dar. Am KIT wurde nun das Anwendungsspektrum solcher Materialien beträchtlich erweitert ...weiterlesen

Überwachungssystem für Emissionsquellen

In emissionsgefährdeten Bereichen, zum Beispiel in Chemikalienlagern oder verfahrenstechnischen Anlagen, kann zu einem beliebigen Zeitpunkt, an einem beliebigen Ort, eine Emissionsquelle mit unbekannter Intensität zu wirken beginnen. Daraus ergibt sich der Bedarf nach einem Verfahren, mit dem der Ort, ...weiterlesen

Komplexe Mikrooptik in Modulbauweise

Innovatives Baukastensystem erfüllt hohen Integrationsgrad.weiterlesen

Verbundmaterialien für den Leichtbau

Leichte Hochleistungswerkstoffe sind in vielen industriellen Prozessen und Produkten gefragt, insbesondere dort wo durch eine Gewichtsreduktion, bei gleichbleibender Qualität des Materials, der Energiebedarf effizient minimiert werden kann. Vielfältige Anwendungen, wie z.B. Faserverbundwerkstoffe für ...weiterlesen

Sicher überbrücken

Vor etwa 25 Jahren wurden in Deutschland erstmals Betonbrücken gebaut, deren Spannglieder nicht mehr im Beton liegen sondern frei zugänglich sind. Inzwischen sind solche Spannbetonbrücken mit externer Vorspannung die Regelbauweise im Zuständigkeitsbereich des Bundes und haben somit im Bundesfernstraßenbau ...weiterlesen

Im grünen Bereich

Vor dem Hintergrund des Klimawandels ist weltweit ein Trend zur langfristigen Abkehr von fossilen Brennstoffen erkennbar. Elektrische Motoren sowie Hybridantriebe werden daher in Zukunft einen wichtigen Beitrag zu einem nachhaltigen Mobilitätskonzept leisten. Elektromotoren sind aus der industriellen ...weiterlesen

Ultrafein, stabil und günstig

Poröse Keramiken werden als Filter bei der Wasseraufbereitung oder Abgasbehandlung, als Katalysatorträger, als Implantatmaterial in der Medizin und in vielen weiteren Anwendungen eingesetzt. Gängige Verfahren zur Herstellung poröser Keramiken, wie zum Beispiel die Replikatechnik oder das Platzhalterverfahren, ...weiterlesen

Stützkörper sichern Hohlraumarchitektur

Um optimale Ergebnisse beim Diffusionsschweißen von metallischen Festkörpern zu erzielen, sind sehr hohe Temperaturen und Druckverhältnisse erforderlich. Für Bauteile aus Werkstoffen mit hohen Schmelztemperaturen wie hochwarmfester Stahl müssen dazu in geeigneten Pressen Drücke von mindestens 25 Megapascal ...weiterlesen

Mit Abstand betrachtet

Radaranwendungen zur Fernerkundung finden sich in vielen Anwendungsfeldern wieder: So im Bereich Umwelt und Verkehr oder, wenn es darum geht, Gletscher oder instabile Berghänge zu beobachten. Auch im Gebäudemanagement werden Radarsysteme genutzt, um eine Aussage über die Stabilität von Gebäuden zu treffen. ...weiterlesen

Wolkenkratzer im Mikroformat

Mikrostrukturen mit hohem Aspektverhältnis werden unter anderem in Röntgenlinsen, in fluidischen Filterstrukturen, für optische Anwendungen in der Medizintechnik und der Qualitätssicherung eingesetzt. Beim Herstellen von extrem hohen Mikrostrukturen mit sehr kleinen Durchmessern begrenzt die Materialfestigkeit ...weiterlesen

Reinigung mit Tageslicht

Tageslichtaktive Fotokatalysatoren reinigen Oberflächen und Wasser.weiterlesen

Mikrobieller Sensor für Biogasanlagen

Biosensoren werden überall dort eingesetzt, wo eine genaue Kontrolle von Analyten für den reibungslosen Ablauf chemischer Prozesse relevant ist, unter anderem im Umwelt-, Lebensmittel- und biomedizinischen Bereich. Sie arbeiten mit einer biologischen Komponente, wie zum Beispiel Bakterien, die auf die ...weiterlesen

Maßgeschneiderte Poren

In der Mikro- und Nanotechnologie werden Gasreaktionen per Sensorik überwacht und katalytische Reaktionen untersucht. Dabei kommen sogenannte MOFs (metallorganische Gerüstverbindungen oder Metal-Organic Frameworks) zum Einsatz. Ein MOF ist eine metallorganische Struktur, die wie ein Gerüst aufgebaut ...weiterlesen

Schnelle, gleichmäßige Wärmeübertragung

Temperatursensitive Fluide mit Kreuzstrom-Mikrowärmeübertrager.weiterlesen

Nanopartikel aus dem Drucker

Gedruckte Bauelemente kommen überall dort zur Anwendung, wo großflächige elektronische Bauteile benötigt werden: Ob für Touchsensorik oder für Solarzellen, für Dioden, Speicherelemente und Anzeigesysteme sowie Antennen und Batterien - die Anwendungsmöglichkeiten von gedruckter Elektronik sind groß. Gedruckte ...weiterlesen

Weinbeeren unter Hochspannung

Neues Verfahren der Behandlung von Traubenmaische.weiterlesen

Effizientes Wärmemanagement

Hochleistungsfähige Gasentladungslampen, die UV-Strahlung erzeugen, werden vor allem zur Entkeimung in der Wasseraufbereitungstechnik und zur UV-Aushärtung von Lacken in industriellen Anlagen eingesetzt. Die Herausforderung dabei ist es, das Plasma in den Lampen thermisch stabil zu halten, um eine optimale ...weiterlesen

Vielseitiger und robuster Keramikfilter

Keramikfilter zur stufenweisen Abtrennung von Stoffgemischen.weiterlesen

Nanopelz trennt Öl von Wasser

Nanostrukturierte Kunststofffolie zum Einsatz bei Ölkatastrophen.weiterlesen

Verbindung von Polymerbauteilen

Verbindungen von Kunststoffteilen mit höchsten visuellen Ansprüchen werden immer wichtiger, insbesondere in der Medizintechnik, wo es auf eine besonders sichere und hygienische Verarbeitung ankommt. Neben konventionellen Verbindungstechniken, wie Kleben, Ultraschall-, Vibrations- oder Heizelementschweißen, ...weiterlesen

Hochpräzise Mikrobauteile

Mikrobauteile mit neuem Spritzgusswerkzeug effizient produzieren.weiterlesen

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