Produkte, Forschung und Innovationen NEWS

Suprapartikel lassen Wasserstoff leuchten

Details: Hauptkategorie: News Lexikon; Kategorie: Produkte, Forschung und Innovationen NEWS; Erstellt: Mittwoch, 09. März 2022 20:52; Zuletzt aktualisiert: Dienstag, 22. März 2022 20:52; Veröffentlicht: Mittwoch, 09. März 2022 20:52; Geschrieben von Super User; Zugriffe: 851

Suprapartikel lassen Wasserstoff leuchten

Lecks sind in Echtzeit überwachbar - Vermeidung von Gefahren durch Brände und Explosionen

Wasserstoff: nützliches Gas birgt unerkannt Gefahren mit sich (Foto: pixabay.com, geralt)

Erlangen/Nürnberg (pte/09.03.2022/13:35) Sogenannte Suprapartikel, welche die Farbe verändern, sobald sich Wasserstoffgas in ihrer Umgebung befindet: Das ist die Idee von Forschern der Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) http://fau.de . Denn unsichtbarer Wasserstoff kann, wie das Beispiel des deutschen Luftschiffs "Hindenburg" 1937 zeigt, Gefahren durch Brände und Explosionen in sich bergen. Details wurden in der Fachzeitschrift "Advanced Functional Materials" publiziert.

Violetter Indikatorfarbstoff Resazurin

Die entwickelten Suprapartikel der FAU-Forscher sind zwischen einem und zehn Mikrometern - ein Mikrometer ist ein Tausendstel Millimeter - groß und bestehen unter anderem aus dem violetten Indikatorfarbstoff Resazurin. In Kontakt mit Wasserstoff reagieren die Farbstoffmoleküle und verfärben sich für das Auge sichtbar in zwei Stufen. Verfärbt sich der Sensor pink, ist einmalig Wasserstoff ausgetreten. Tritt gerade noch Wasserstoff aus, ist der Sensor also in dem Moment viel Wasserstoff ausgesetzt, wird er farblos.

Ein weiterer Vorteil des Wasserstoffsensors ist seine geringe Größe, so kann er den Experten nach in vielen Bereichen, zum Beispiel für die Beschichtung von Leitungen, eingesetzt werden. "Das gewonnene mechanistische Verständnis über das neue Partikelsystem wird es uns ermöglichen, die Superpartikel weiter zu optimieren, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen, reale Anwendung zu finden und damit einen Beitrag zu einer sicheren Wasserstoffwirtschaft zu leisten", so die Erstautoren Simon Schötz und Jakob Reichstein.

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Anode aus Nickelniobat revolutioniert Akkus

Details: Hauptkategorie: News Lexikon; Kategorie: Produkte, Forschung und Innovationen NEWS; Erstellt: Mittwoch, 17. November 2021 20:02; Zuletzt aktualisiert: Dienstag, 04. Juni 2024 20:02; Veröffentlicht: Mittwoch, 17. November 2021 20:02; Geschrieben von Super User; Zugriffe: 243

Anode aus Nickelniobat revolutioniert Akkus

Forscher ersetzen Graphit und erhöhen die Geschwindigkeit des Aufladevorgangs um Faktor zehn

Neue Nickelniobat-Anode mit regelmäßiger Kristallstruktur (Foto: utwente.nl)

Twente/Jülich/Wuhan (pte/17.11.2021/06:05) Forscher der Universität Twente http://utwente.nl haben bei einer Lithium-Ionen-Batterie die Graphit-Anode mit einer aus Nickelniobat ersetzt und erhöhen damit die Geschwindigkeit des Aufladevorgangs um den Faktor zehn. Es handelt sich um eine Legierung aus Nickel und dem sogenannten Übergangsmetall Niob.

Langlebig trotz hoher Ladeströme

Das Team unter Beteiligung von Experten des Forschungszentrums Jülich http://fz-juelich.de und der Wuhan University of Technology http://english.whut.edu.cn erhöhen dank Nickelniobat auch die Lebensdauer der Batterien. Laut Forschungsleiter Mark Huijben verbessert sich auch die Leistung des Stromspeichers - optimal für E-Fahrzeuge oder zur Speicherung überschüssiger Wind- oder Solarenergie.

Das neue Material verändert sich selbst nach vielen ultraschnellen Ladezyklen nicht, sodass die Kapazität der Batterie erhalten bleibt, heißt es. Dies hat vor allem mit seiner regelmäßigen Kristallstruktur zu tun. Graphit dagegen leidet unter schnellem Laden. Seine Struktur verändert sich und letztlich wird die Anode so schwer geschädigt, dass die Batterie nicht mehr einsatzfähig ist. Zudem kann es passieren, dass sich Lithium auf den Graphit-Anoden ablagert, was ebenfalls die Funktion beeinträchtigt. All dies hat die Anode aus Twente nicht.

Neue Anode auch gut mit Natrium

Nickelniobat-Folien, wie für Anoden nötig, lassen sich problemlos in der geforderten Güte herstellen. Reinraumatmosphäre sei unnötig. Die Forscher haben Batterien mit der neuen Anode und unterschiedlichen Kathodenmaterialien getestet, wie sie üblicherweise verwendet werden. In allen Fällen war die Neuentwicklung den bisherigen Akkus überlegen.

Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass der neue Stromspeicher ideal wäre, um ihn in ein Energienetz, in elektrisch angetriebene Maschinen, die ein schnelles Laden und Entladen erfordern und in E-Fahrzeuge zu integrieren. Nickelniobat-Anoden könnten auch in künftigen Batterien eingesetzt werden, in denen das teure Lithium durch billiges Natrium ersetzt wird.

(Ende)

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Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Mondfähre baut sich ihren Landeplatz selbst

Details: Hauptkategorie: News Lexikon; Kategorie: Produkte, Forschung und Innovationen NEWS; Erstellt: Dienstag, 12. Oktober 2021 19:50; Zuletzt aktualisiert: Dienstag, 04. Juni 2024 19:55; Veröffentlicht: Dienstag, 12. Oktober 2021 19:50; Geschrieben von Super User; Zugriffe: 256

Mondfähre baut sich ihren Landeplatz selbst

Verflüssigte Keramik soll Staub verfestigen und das Aufwirbeln von Partikeln effizient verhindern

Mondfähre in der Landeplatz-Bauphase (Illustration: masten.aero)

Mojave (pte/27.09.2021/12:30) Mondlandefähren sollen sich, ehe sie aufsetzen, einen Landeplatz bauen. Bisher besteht die Gefahr, dass die Triebwerke, die eine sanfte Landung sicherstellen sollen, durch aufwirbelnden Mondstaub beeinträchtigt werden und im Extremfall einen Absturz verursachen. Die Technik dahinter entwickelt Masten Space Systems http://masten.aero , ein Start-up, das sich auf die Entwicklung von Forschungsraketen spezialisiert hat.

Beim Projekt In-Flight Alumina Spray Technique, das in Zusammenarbeit mit Honeybee Robotics http://honeybeerobotics.com , der Texas A&M University http://tamu.edu und der University of Central Florida http://ucf.edu entstand, ist vorgesehen, in den Abgasstrahl der Landetriebwerke keramische Partikel (Aluminiumoxid) zu sprühen, die sich in der Hitze verflüssigen und auf die Mondoberfläche prallen. Hier verfestigen sie sich und binden dabei den Mondstaub, sodass eine feste Landefläche entsteht. Darauf kann die Fähre niedergehen, ohne Partikel aufzuwirbeln. Auch beim späteren Start wird so die Sicherheit verbessert.

Schmelzende Keramikpartikel

Die US-Raumfahrtagentur NASA will im Rahmen des Artemis-Programms erstmals seit 1972 wieder Menschen auf den Mond befördern. Wann genau ist offen, der ursprüngliche Termin 2024 ist nicht mehr haltbar. Die Entscheidung, welche Fähre eingesetzt wird, um auf dem Mond zu landen, ist bereits gefallen. Vorgesehen ist dafür eine spezielle Version des SpaceX.

Nach den Masten-Vorstellungen sollen Keramikpartikel in die Abgasfahne gesprüht werden, die einen Durchmesser von 0,5 Millimetern haben. Sie verfestigen einen Landeplatz mit einem Durchmesser von Sechs Metern. Dafür sind 19 Kilogramm Keramikpartikel vorgesehen. Sie bilden innerhalb von zehn Sekunden eine feste Schicht mit einer Dicke von nur einem Millimeter. Die Fähre soll dann noch 2,5 Sekunden lang schweben, bis sich der frisch gebaute Landeplatz abgekühlt hat.

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http://www.pressetext.com/news/20210927025
pte20210927025
Forschung/Entwicklung, Produkte/Innovationen

Mikroben machen aus Abwasser Wasserstoff

Details: Hauptkategorie: News Lexikon; Kategorie: Produkte, Forschung und Innovationen NEWS; Erstellt: Donnerstag, 04. November 2021 17:42; Zuletzt aktualisiert: Donnerstag, 04. November 2021 17:42; Veröffentlicht: Donnerstag, 04. November 2021 17:42; Geschrieben von Super User; Zugriffe: 1112

Mikroben machen aus Abwasser Wasserstoff

Neue Billig-Anode von Forschern der University of Warwick lässt die Effektivität explodieren

Entwickler Coles inspiziert die Kohlenstofffasermatte (Foto: warwick.ac.uk)

Coventry/Birmingham (pte/04.11.2021/06:15) Mikrobielle Elektrolysezellen machen aus kommunalen und industriellen Abwässern Wasserstoff. Wird an die Elektroden eine Spannung angelegt, produziert das System Wasserstoff, der in Brennstoffzellen in Strom umgewandelt oder ins Erdgasnetz eingespeist werden kann. Eine neue Kohlenstofffasermatte der University of Warwick http://warwick.ac.uk ist den Entwicklern nach effektiver als bisherige Anoden und kostet statt 100 Euro pro Quadratmeter nur 2,40 Euro.

Langjähriges Problem gelöst

"Durch die Nutzbarmachung von Abwässern aus der Automobil-, Luft- und Raumfahrtbranche haben wir eine Lösung für ein langjähriges Problem gefunden. Anstatt nur das Abwasser zu behandeln, können wir es jetzt in Form von Wasserstoff zu niedrigeren Kosten als je zuvor nutzen", so Forscher Stuart Coles. Bei dem Prozess bleibe relativ sauberes Wasser zurück, das nur noch mit wenig Aufwand nachbehandelt werden müsse.

Die neue Art der Abwasserreinigung ersetzt den aeroben Schritt in klassischen Kläranlagen, in dem Bakterien die organischen Schadstoffe zersetzen. Mit hohem Energieaufwand muss der Schlamm belüftet werden, damit die Bakterien ihre Arbeit machen. Allein in Großbritannien verschlingt das drei Prozent des erzeugten Stroms, pro Jahr 13 Mrd. Kilowattstunden. Bei der anschließenden Vergärung wird nur ein Teil der Energie im Klärschlamm zurückgewonnen.

Wasserstoff-Ausbeute steigt

Beim Einsatz von mikrobiellen Elektrolysezellen wird nur ein Bruchteil des Stroms benötigt, der im klassischen Prozess verbraucht wird. Außerdem wird die im Abwasser enthaltene Energie fast vollständig in Form von Wasserstoff zurückgewonnen. Coles Team hat das Verfahren in einer Pilotanlage getestet, die an der Kläranlage Minworth von Severn Trent, einem international tätigen Unternehmen der Wasserversorgung und Abwasserreinigung im britischen Birmingham. Pro Tag behandelt sie 100 Liter Abwasser. Dabei wurden 51 Prozent der organischen Schadstoffe und bis zu 100 Prozent der Schwebstoffe aus dem Wasser entfernt. Die Wasserstoff-Ausbeute war 18 Mal höher als beim Einsatz von Anoden aus Graphit.

(Ende)

http://www.pressetext.com/news/20211104004
pte20211104004
Umwelt/Energie, Produkte/Innovationen

Solarstrom aus Australien für Singapur

Details: Hauptkategorie: News Lexikon; Kategorie: Produkte, Forschung und Innovationen NEWS; Erstellt: Dienstag, 12. Oktober 2021 15:38; Zuletzt aktualisiert: Dienstag, 12. Oktober 2021 15:38; Veröffentlicht: Dienstag, 12. Oktober 2021 15:38; Geschrieben von Super User; Zugriffe: 1012

Solarstrom aus Australien für Singapur

Hochspannungs-Gleichstromübertragung: Unterwasserkabel ist 4.200 Kilometer lang

So soll der Strom von Australien nach Singapur fließen (Grafik: suncable.sg)

Darwin/Singapur (pte/30.09.2021/06:00) Bis zu 15 Prozent des Stroms, der in Singapur verbraucht wird, kommt künftig aus Australien. Im Norden des Landes baut Sun Cable http://suncable.sg , das in beiden Staaten beheimatet ist, auf einer Fläche von 12.000 Hektar Solarkraftwerke mit einer Spitzenleistung von 17 bis 20 Gigawatt. Dazu kommen Batteriespeicher, in denen ein Teil des Solarstroms für sonnenarme und -freie Stunden gespeichert wird. Sie haben eine Kapazität von 36 bis 42 Gigawattstunden und werden in der nordaustralischen Stadt Darwin installiert.

Gleichstrom minimiert Verluste

Den Betreibern nach ist so sichergestellt, dass der Strom, der in Singapur ankommt, zu 100 Prozent emissionsfrei hergestellt wird. Die Energie wird über ein 5.000 Kilometer langes Kabel in den Stadtstaat geleitet, 4.200 Kilometer davon werden auf den Meeresgrund gelegt. Genutzt wird die sogenannte Hochspannungs-Gleichstromübertragung. Der erzeugte Strom wird auf eine hohe Spannung - üblich sind 800.000 bis eine Mio. Volt - transformiert und in die Kabel eingespeist. In Singapur wird der Gleichstrom dann wieder in Drehstrom zurückverwandelt.

Diese Art der Stromübertragung wird genutzt, weil dabei die geringsten Verluste auftreten. Der Australia-Asia PowerLink wird nach derzeitiger Planung 30 Mrd. australische Dollar (18,6 Mrd. Euro) kosten. Der Strom für das derzeit größte Ökostrom-Projekt der Welt wird 800 Kilometer südlich von Darwin erzeugt, einem der sonnenreichsten Gebiete der Welt. Pro Jahr wird die Anlage 11,5 Mio. Tonnen CO2 einsparen. Das entspricht den Emissionen von 2,5 Mio. Autos mit Verbrennungsmotor. 2027 soll Singapur an die australische Stromquelle angeschlossen sein und erstmals Energie vom fünften Kontinent beziehen.

Hoher Anstieg des Strombedarfs

Sun Cable hat die Unterwasser-Vermessungsarbeiten für die Verlegung der Kabel im australischen Hoheitsgebiet bereits abgeschlossen. Indonesien, in dessen Gewässern der größte Teil der Unterwasserkabel verläuft, hat Vermessungsarbeiten zugestimmt. Das Projekt ist vor dem Hintergrund zu sehen, dass der Stromverbrauch in Südostasien jährlich um sechs Prozent ansteigt. Bis 2040 wird es ein Plus von 60 Prozent geben. Um die Klimaziele zu erreichen, muss zumindest dieser Zuwachs klimaneutral gedeckt werden. In Singapur könnte der Bedarf wegen besonderer Anstrengungen, fossile durch elektrische Anwendungen zu ersetzen, noch schneller steigen.

Video: https://youtu.be/vnhnYJ-Wav4

(Ende)

http://www.pressetext.com/news/20210930001
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