Die intelligente Vernetzung und Steuerung von Geräten, direktes Recycling von Batterieelektroden sowie nachhaltiges Kühlen und Heizen – auf der HANNOVER MESSE 2025 zeigt das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Future Hub, auf den Energy Solutions sowie an weiteren Themenständen Lösungen für vielfältige Herausforderungen. Zu erleben sind außerdem vielversprechende Startups sowie Beispiele für studentisches Engagement.

Kreatives Engagement junger Ingenieurinnen und Ingenieure

„Geopolitische Unsicherheiten, Energiewende und Klimawandel – Deutschland, Europa und die Welt stehen vor existenziellen Herausforderungen“, sagt Professor Jan S. Hesthaven, Präsident des KIT. „Wir am KIT haben den Anspruch, durch unsere Forschung Antworten darauf zu finden. Einige davon zeigen wir auf der HANNOVER MESSE 2025. Wir präsentieren Technologien für mehr Nachhaltigkeit, alternative Energiekonzepte und kreatives Engagement junger Ingenieurinnen und Ingenieure. Möglich wird uns das durch starke Forschungskooperationen und einige der besten Köpfe aus der ganzen Welt.“

Das KIT im Future Hub (Halle 2, Stand B35)

„KIT. Ort der Zukunft. Seit 1825.” – zu seinem 200-jährigen Bestehen stellt sich das KIT als Ort der Zukunft vor. Im Fokus stehen die Diversität und die gesellschaftliche Wirkung von Forschung, Lehre und Innovation sowie das studentische Engagement am KIT.

Optische Metaoberflächen für kompakte und multifunktionale optische Komponenten

Winzige Nanostrukturen können Licht manipulieren. Mit gezielt gestalteten nanostrukturierten Schichten lassen sich leichte, kompakte und multifunktionale optische Komponenten herstellen. Diese eignen sich beispielsweise dazu, Licht zu fokussieren, strukturiertes Licht zu generieren, Hologramme zu erzeugen oder sogar mehrere optische Elemente durch eine einzige optische Metaoberfläche zu ersetzen. Die Herstellung solcher Metaoptiken ist mit Standard-Halbleiter-Fertigungsverfahren kompatibel und soll daher für die Massenproduktion geeignet sein.

OpenEarables: Intelligente Biosensorik-Kopfhörer

Eine Open-Source-KI-Plattform ermöglicht Kopfhörer mit umfangreichen Sensoren. Diese erfassen Gesundheits- und Umweltparameter mit hoher Präzision. OpenEarables sollen die Kommunikation in lauten Umgebungen verbessern, die Gesundheit schützen und die Arbeitssicherheit erhöhen. Sie lassen sich freihändig und augenfrei bedienen und eignen sich für vielfältige Anwendungen. Forschung, Entwicklung und Industrie können die KI-Plattform an ihre Bedürfnisse anpassen und erweitern.

ZEco Thermal Lab: Nachhaltiges Kühlen und Heizen

Von der Mikrokühlung für die Elektronik bis hin zu großen Klimaanlagen reicht das Spektrum der möglichen Anwendungen der vom ZEco Thermal Lab entwickelten Kühl- und Heiztechnologien. Diese basieren auf Festkörperkühlung, die den sogenannten elastokalorischen Effekt nutzt: Bestimmte Materialien können sich unter mechanischer Belastung und Entlastung erwärmen und abkühlen. Dies ermöglicht die direkte Umwandlung von mechanischer in thermische Energie, ohne Zwischenmedien wie Gase oder Flüssigkeiten. Damit sind die Technologien von ZEco Thermal Lab emissionsfrei und deshalb besonders nachhaltig.

KITTEN: Testfeld für Energieeffizienz in großen Forschungsinfrastrukturen

Um große Forschungsinfrastrukturen, besonders Teilchenbeschleuniger, energieeffizienter und damit nachhaltiger zu machen, hat das KIT das Testfeld KITTEN eingerichtet. Es vereint Physik und Energietechnik, um disziplinübergreifende Lösungen von der Komponenten- bis zur Systemebene zu entwickeln und zu testen. Von den Ergebnissen werden auch andere energieintensive Infrastrukturen wie Rechenzentren, Kliniken sowie Anlagen in der Stahl- oder Chemieindustrie profitieren.

Engineers Without Borders (EWB): Projekte in der Entwicklungszusammenarbeit

Ein Beispiel für das vielfältige studentische Engagement am KIT ist die Hochschulgruppe Engineers Without Borders (EWB). Bereits seit 20 Jahren realisiert sie verschiedene Ingenieurprojekte in wirtschaftlich, sozial oder politisch benachteiligten Regionen, um neue Perspektiven für die Bevölkerung zu schaffen. Bis jetzt haben insgesamt 1.500 Mitglieder fast 40 Projekte in dreizehn Ländern umgesetzt und 2,5 Millionen Euro Spenden gesammelt. Die Projekte befassen sich mit Bildung, Wasser, Energie, Gesundheit und Infrastruktur. Das KIT unterstützt EWB mit Wissen, Rat und Inspiration.

Das KIT bei den Energy Solutions (Halle 13, Stand C76)

„Powering the Future – Innovative Energy Solutions“ lautet der Anspruch des KIT, wenn es um Lösungen für ein zukunftsfähiges, nachhaltiges Energiesystem geht. Bei den Energy Solutions steht die elektrische Energie im Fokus. Zu den weiteren Themen gehören die intelligente Vernetzung von Geräten sowie energie- und kosteneffizientes Recycling von Batteriematerialien.

RAZO: Intelligente Vernetzung und Steuerung von Geräten

Das Energiemanagementsystem RAZO steigert die Nutzung erneuerbarer Energien und unterstützt Stromverbraucherinnen und -verbraucher, die zugleich Erzeugerinnen und Erzeuger sind, ihre Kosten zu optimieren. Mit RAZO lassen sich E-Autos, Batterien und Wärmepumpen intelligent vernetzen und steuern. So können Prosumer ihren eigenen Photovoltaik-Überschuss optimal nutzen und zusätzlich benötigten Strom dann beziehen, wenn er am günstigsten ist. Überdies arbeitet RAZO derzeit an einem Pilotversuch für ein virtuelles Kraftwerk mit dem Ziel, dezentralisierte Energieressourcen zu einem ganzheitlichen System zu vernetzen.

Photovoltaik neu gedacht: Doppelt genutzte Flächen und organische Solarzellen

Die Nutzung der Sonnenenergie lässt sich mit Landwirtschaft, Gebäudefassaden oder anderweitig versiegelten Flächen kombinieren – zum Beispiel durch die Integration von Photovoltaik in die Außenhülle von Gewächshäusern. Für das Einbinden in alltägliche Infrastrukturen und die kostengünstige Herstellung in großem Maßstab bieten sich organische Solarzellen an. Das KIT hat hochspezialisierte und umweltfreundliche Halbleitertinten für die Fertigung organischer Solarzellen aus Wasser oder Alkohol entwickelt und betreibt eine automatisierte Forschungsplattform, die Tintensynthese, Schichtabscheidung und Charakterisierung vereint.

LeMoStore: Umrichter und Energiespeicher in einem System

Um erneuerbare Energien ins Stromnetz zu integrieren, sind sowohl Umrichter als auch Speicher erforderlich. Das Projekt LeMoStore („Lebensdaueroptimierter Modularer Energiespeicher“) kombiniert beide Funktionen in einem System. Die integrierten Batteriemodule müssen nicht baugleich sein. So lassen sich auch unterschiedliche gebrauchte Batterien verwenden. Eine strategische Aufteilung der Lade- und Entladeleistung ermöglicht es, die Batterielebensdauer zu optimieren und verbaute Speicherkapazität zu reduzieren. So sollen sich wirtschaftliche und nachhaltige Systeme realisieren lassen.

DiRecFM: Direktes Recycling von Batterieelektroden

Angesichts der Knappheit von Metallen wie Lithium, Kobalt und Nickel, die in Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, sind effiziente Konzepte zur Wiederverwendung gefragt. Besonders nachhaltig ist das direkte Recycling von Batterieelektroden. Dabei werden Aktivmaterialien durch schonende Prozesse funktionserhaltend zurückgewonnen und direkt in die Batterieproduktion rückgeführt. Die Forschenden stellen ein mechatronisches Konzept vor, bei dem das Aktivmaterial der Anode mechanisch durch Bürsten von der Kupferfolie entfernt wird.

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