Videos des Fraunhofer UMSICHT

Das Verbundprojekt Carbon2Chem^® will Prozessgase der Industrie, beispielsweise die Hüttengase der Stahlproduktion, als wertvolle Kohlenstoffquelle für die chemische Industrie erschließen. Das Vorhaben wird gemeinsam vom Fraunhofer UMSICHT, der thyssenkrupp Carbon2Chem GmbH und dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (MPI-CEC) koordiniert. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

Um die Stahlproduktion klimafreundlicher zu gestalten, entwickeln Forschende des Fraunhofer UMSICHT im Projekt Carbon2Chem^® ein Verfahren, mit dem Hüttengase verwertet werden können. Im Fokus steht die Produktion von Methanol. Nach einer mehrjährigen Entwicklungsphase folgten ab 2020 Tests im Pilotmaßstab auf dem Institutsgelände in Oberhausen. Jetzt ist die Methanolanlage an das Stahlwerk der thyssenkrupp Steel Europe AG nach Duisburg umgezogen, wo sie mit Gasen der laufenden Stahlproduktion betrieben wird.

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Das Projekt BioMates zielt darauf ab, innovative Umwandlungstechnologien für Biomasse der zweiten Generation so zu kombinieren, dass dadurch die kostengünstige Herstellung von biobasierten Zwischenprodukten ermöglicht wird. Diese können dann in bestehenden Ölraffinerien als erneuerbare und zuverlässige Eingangsstoffe genutzt werden. Der Vorteil: fossile Energie, Betriebs- und Kapitalkosten können eingespart werden, da die Kapazität existierender Raffinerie-Konversionsanlagen für die Produktion bewährter Kraftstoffe mit dann erhöhtem Bioanteil genutzt werden kann.

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Flüssigkraftstoffe werden trotz wachsender Elektromobilität auch in Zukunft noch einen bedeutenden Anteil im Mobilitätssektor haben. Damit deren CO₂-Bilanz sinkt, stehen synthetische Kraftstoffe im Fokus zahlreicher Forschungsarbeiten. Fraunhofer UMSICHT präsentiert auf den Fraunhofer Solution Days am 29. Oktober innovative Technologien zur Herstellung und Veredelung klimafreundlicher Kraftstoffe.

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Unter Verwendung erneuerbarer Energien will das Verbundprojekt Carbon2Chem^® fossile Rohstoffe mit unvermeidbaren Kohlendioxid-Emissionen aus der Stahlindustrie ersetzen. CO₂ wird so ein Rohstoff für die Chemieindustrie.

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Gibt es neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe? Und was leisten Bioraffinerien für die Zukunft von Plattformchemikalien, Kraftstoffen, Industriechemikalien sowie Kunststoffen? Forscherinnen und Forscher diskutieren über diese und weitere Fragen.

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Fraunhofer UMSICHT hat ein System zur vertikalen Begrünung entwickelt, mit dessen Hilfe sich Gebäudefassaden langfristig bepflanzen lassen.

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Forschende des Fraunhofer Oberhausen haben in Zusammenarbeit mit der PROCERAM GmbH & Co. KG einen nachhaltigen und kostengünstigen mineralischen Dämmstoff entwickelt, der die Dämmleistung von Styropor und Co. bei Weitem übertrifft: Verglichen mit Styropor genügt die halbe Schichtdicke, um die gleiche Dämmleistung zu erreichen. Dafür werden drei Mitglieder des Entwicklerteams mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2023 ausgezeichnet.

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Der Bedarf an Lebensmitteln wächst mit der steigenden Weltbevölkerung. Gleichzeitig führen die Folgen des Klimawandels vermehrt zu Ernteausfällen. Damit auch in Zukunft die Lebensmittelsicherheit und die Bereitstellung hochwertiger Medizinalpflanzen gesichert sind, entstehen bei Fraunhofer UMSICHT nachhaltige Lösungen, die die klassische Landwirtschaft ergänzen.

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Die Versorgung der wachsenden Bevölkerung mit nachhaltigen, lokalen und qualitativ hochwertigen landwirtschaftlichen Produkten ist eine enorme Herausforderung. Um den Bedarf gerade in urbanen Regionen zu decken, müssen neuartige Agrarsysteme etabliert werden. Ein Vorreiter auf dem Gebiet ist das Verbundprojekt SUSKULT, in dessen Rahmen eine Demonstrationsanlage feierlich eingeweiht wurde. Die Anlage steht auf dem Gelände einer Kläranlage des Wasserwirtschaftsverbandes Emschergenossenschaft in Dinslaken.

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SUSKULT ist ein auf Hydroponik basierendes innovatives Nahrungsmittelproduktionssystem, bei dem die Pflanzen im Rahmen einer Indoor-Kultivierung boden- bzw. erdelos unter Einsatz mineralischer Nährstofflösungen wachsen und gedeihen. Das System ermöglicht eine exakte Steuerung der Wasser- und Nährstoffversorgung von gartenbaulichen Kulturen. Die dafür benötigten Ressourcen Kohlenstoffdioxid, Phosphor, Kalium und Stickstoff sowie Wärme und Wasser bezieht SUSKULT aus einer Kläranlage!

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Unter der Dachmarke »inFARMING^®« treibt Fraunhofer UMSICHT die Agrikultur in Städten voran. Hierfür entwickeln wir u. a. Materialien, vertikale Kultivierungsmethoden, spezielle Belichtungsstrategien sowie Kreislaufverfahren für Nährstoffe, Wasser und Energie.

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Wie ernähren wir künftig etwa zehn Milliarden Menschen? Die Versorgung mit regionalen Nahrungsmitteln ist eine enorme Herausforderung. Deshalb sind neue Konzepte gefragt.

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Die Klugscheisserin war zu Besuch beim Fraunhofer UMSICHT und hat sich unsere Forschung zu inFARMING^® angeschaut.

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Fraunhofer UMSICHT und Hörmann haben eine neuartige Brandschutzverglasung entwickelt, die selbst extremer Hitze widersteht – und innerhalb von vier Jahren vom Becherglas in die Produktion überführt. Dafür erhält das Team den Joseph-von-Fraunhofer-Preis.

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Gibt es neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe? Und was leisten Bioraffinerien für die Zukunft von Plattformchemikalien, Kraftstoffen, Industriechemikalien sowie Kunststoffen? Forscherinnen und Forscher diskutieren über diese und weitere Fragen.

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Fraunhofer UMSICHT hat ein System zur vertikalen Begrünung entwickelt, mit dessen Hilfe sich Gebäudefassaden langfristig bepflanzen lassen.

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Wie können Produkte und Produktsysteme zirkulärer gestaltet werden? Welche Handlungsfelder spielen dabei eine Rolle? Wie lässt sich das überprüfen? Genau für diese Fragen haben Forschende des Fraunhofer CCPE das Self-Check Tool Circular Readiness Level® (CRL) entwickelt. 

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Biokunststoffe werden aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und können deshalb einen Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten. Am Fraunhofer UMSICHT erforschen und entwickeln wir biobasierte und bioabbaubare Kunststoffe.

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Fraunhofer UMSICHT forscht an Kunststoffen und Biokunststoffen. Was sind die Unterschiede? Und wo macht der Einsatz von biologisch abbaubaren Kunststoffen Sinn? Drei Fragen dazu an die Forscherin Mona Duhme.

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Plastik wird in unserer Gesellschaft zurzeit stark diskutiert. Dabei ist Kunststoff leicht, stabil, günstig und vielseitig formbar und zu einem wichtigen Teil unseres Alltags geworden. Die Lösung: eine Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe. So könnte sie funktionieren.

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Fraunhofer UMSICHT und die Firma VIDERO untersuchen: Wie können aufwändige und v. a. werbegetriebene Konsumverpackungen reduziert werden? Die Idee: digitale Möglichkeiten für Information und Werbung nutzen.

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Produkte entwickeln, die für den demografischen Wandel geeignet sind. Im Projekt SeniorDesignLab nutzen unsere Forscherinnen und Forscher dafür Design Thinking. In einer 6-teiligen Video-Reihe durchlaufen wir den gesamten Design-Thinking-Prozess und zeigen, wie man auf diese Weise neuartige Lösungen entwickelt und Ideen direkt in Prototypen umsetzt. Das Ziel: Produkte, die Senioren im Alltag wirklich benötigen.

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Für die Entwicklung einer neuartigen Brandschutzverglasung haben Fraunhofer UMSICHT und das Familienunternehmen Hörmann den Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2020 erhalten. Im Anschluss an die Preisverleihung am 9. Oktober stellte sich Dr. Holger Wack den Fragen der Journalist*innen. Sie wollten u.a. wissen, ob das neue Brandschutzglas im Baumarkt zu kaufen ist, wie die neue Verglasung überhaupt funktioniert und mit wie vielen Fehlversuchen das Entwicklerteam bei seiner Arbeit konfrontiert war.

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Ob vom Screening zu Langzeittestungen und kinetischen Untersuchungen, vom Pulverkatalysator zum technischen Formkatalysator oder von Experimenten mit Reinstgasen bis zum Einsatz realitätsnaher Modellgase – am Fraunhofer UMSICHT gibt es verschiedene Möglichkeiten, Katalysatoren testen zu lassen. In der Veranstaltung »Katalysatortestung leicht gemacht – Vorteile einer Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer UMSICHT« am 16. November 2023 hat das Team unserer Abteilung Chemische Energiespeicher einen Überblick gegeben. Im Fokus: die Testinfrastruktur für die heterogene Katalysatortestung z.B. mit Synthesegas.

Welche Forschungs- und Entwicklungsarbeit leistet Fraunhofer UMSICHT im Bereich der heterogenen Katalyse? Antworten gaben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts bei einer virtuellen Veranstaltung am 7. April 2022. In ihrem Fokus: alle Phasen der Entwicklung, Charakterisierung und Testung von Katalysatoren. 

In unserem Labor finden Katalysatorsynthese und -modifizierung statt. Nach der Synthese wird der Katalysator charakterisiert und auf seine katalytischen Eigenschaften getestet. Parameter sind dabei zum Beispiel Oberflächeneigenschaften, Zusammensetzung oder Struktur.

Am Fraunhofer UMSICHT besteht die Möglichkeit, katalytisches Material in mechanisch stabile Formkörper zu überführen und anschließend unter industrienahen Bedingungen zu testen.

Für die Katalysatortestung stehen am Fraunhofer UMSICHT verschiedene Anlagen zur Verfügung. Zwei möchten wir detaillierter vorstellen: das »Spider«-Testsystem und die thermokatalytische Anlage.

Für ihr gemeinsames Projekt »Kostengünstige stationäre, skalierbare Redox-Flow-Batterien und deren Produktionsprozess« haben Forschende des Fraunhofer UMSICHT und der Volterion GmbH & Co. KG den Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU) in der Kategorie »Produkt- und Dienstleistungsinnovationen für den Klimaschutz« erhalten. 2022 erstmals vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klima verliehen geht die Auszeichnung an Unternehmen und Einrichtungen, deren Ideen neue Wege im Bereich Klima- und Umweltschutz aufzeigen. UMSICHT und Volterion konnten die Jury vor allem durch die umwelttechnischen Vorteile der von ihnen entwickelten Redox-Flow-Batterien überzeugen. 

Redox-Flow-Batterien eignen sich hervorragend, um große Mengen regenerativer Energien zu speichern. Allerdings waren sie bislang noch zu teuer für den Massenmarkt. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben nun das »Herz« einer Redox-Flow-Batterie – den Stack – vollständig re-designt – und konnten so den Materialeinsatz und die Kosten massiv senken. Dafür haben sie den Joseph-von-Fraunhofer-Preis erhalten.

Das zukünftige Energiesystem mit interessierten Bürgerinnen und Bürgern radikal neu denken und experimentell erproben – das ist das Ziel des e:lab-Bürgerlabors.

Mehr Infos zu Partizipationsprojekten und Digitaler Fertigung

Wir wollen eine Erde, auf der es sich zu leben lohnt. Eine Erde, auf der Natur und Zivilisation sich nicht ausschließen. Deshalb steht die nachhaltige Energie- und Rohstoffwende im Mittelpunkt unserer Arbeit am Fraunhofer UMSICHT: Mit unserer Forschung zu Circular Economy, Carbon Management, Green Hydrogen und Local Energy Systems leisten wir konkrete Beiträge zum Erreichen der 17 Sustainable Development Goals (SDGs) der Vereinten Nationen.  

Mehr zu Nachhaltigkeit am Fraunhofer UMSICHT

Gemeinsam gestalten wir am Fraunhofer UMSICHT eine nachhaltige Welt. Wie das in der Praxis aussieht, haben wir unsere Doktorandinnen und Doktoranden gefragt: Sie sprechen im Video über ihre Forschungsthemen, über das (flexible) Arbeiten am Institut und ihre Betreuung durch die institutseigene Research School. 

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Ob während des Studiums, als Doktorandin oder wissenschaftlicher Mitarbeiter: Beim Fraunhofer UMSICHT gestalten wir nachhaltiges Wirtschaften und bringen umweltschonende Technologien und innovatives Verhalten voran, um die Lebensqualität der Menschen zu verbessern.

Mehr zur Karriere am Fraunhofer UMSICHT

Dr.-Ing. Jan Girschik: »Untersuchung differenzdruckinduzierter Verformungen in Vanadium-Flow-Batterien sowie Optimierung kompensierender interner Flow-Fields für großformatige Flow-Zellen« (Dissertation, Ruhr-Universität Bochum)

Jan Kerckhoff und Susanne Delonge: »Klimakiller Beton – auf der Suche nach neuen Rezepten« (Dokumentation, BR)

Jenny von Sperber: »Die Antwort auf fast alles – können Algen die Welt retten?« (Dokumentation, ARTE)

Tomma Schröder: »Versprechen der Bioökonomie – das Gleiche in Grün?« (Podcast, Deutschlandfunk)

Dr. Philip Bethge: »Die Sonnenwende« (Artikel, Der Spiegel)

Dr. agr. Lea Jasmin Eggemann: »An environmental and economic assessment of a novel Power-to-Fuel system for biogas plants« (Dissertation)

Dr. agr. Katrin Stökle: »A biorefinery approach for the valorization of agricultural residues using the example of sugar extraction from Cichorium intybus var. foliosum roots« (Dissertation)

Dr.-Ing Xiaozheng Chen: »Enhancing plastic bottle sorting through shrink sleeve detection with near-infrared spectroscopy by validation of machine learning algorithms« (Dissertation)

Dr. Verena Jost: »Effect of additives on the mechanical and permeation properties of biopolymer films from alginate and PHBV« (Dissertation)

Dr. Tobias Abzieher: »Thermische Koverdampfung von hybriden Perowskit-Halbleitern für den Einsatz in Solarzellen« (Dissertation)

Dr. Jörg Schube: »Metallization of Silicon Solar Cells with Passivating Contacts« (Dissertation)

Wolfgang Richter: »Es ist angerichtet« (Artikel, Technology Review)

Jeanne Rubner: »Wasserstoff statt Erdöl – Hält der saubere Energieträger, was er verspricht?« (Radiobeitrag, BR)

Arian Bastani: »Gerät das Stromnetz aus dem Gleichgewicht?« (Artikel, REPUBLIK)

Jörn Auf dem Kampe: »Der Superfisch« (Artikel, GEO)

Dr. João Bonifacio: »Sensorlose und energieeffiziente Regelung von Synchronmaschinen für Automobilanwendungen« (Dissertation)

Dr. rer. nat. Pattarachai Srimuk: »Nachhaltige Wasseraufbereitung und Ionentrennung mit Batteriematerialien: grüne Energie trifft blaues Wasser« (Dissertation)

Adrian Lobe: »Cyberfossiler Kapitalismus« (Spektrum der Wissenschaft/Süddeutsche Zeitung)

Karin Krichmayr: »Die Rechnung für das toxische Erbe der Menschheit« (Der STANDARD, Magazin Forschung)

Günther Wessel: »Mit Technik gegen die Erderwärmung – Können Innovationen das Klima retten?« (Hörfunkfeature ARD-Audiothek/Deutschlandfunk)

Dr. Sören Dresp: »Edelmetallfreie bifunktionelle Katalysatoren für reversible Meerwasserelektrolyseure« (Dissertation)