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Schlagwort: Forschungsprojekt

  • Forschende nutzen KI für Entwicklung neuer Solarzellen

    Forschende nutzen KI für Entwicklung neuer Solarzellen

    Im Rahmen eines Forschungsprojekts der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) wurde eine Methode entwickelt, grosse Datenbanken nach möglichen Materialien für die Nutzung von neuer Solarzellen zu durchsuchen. In einer Mitteilung heisst es, dass durch den Einsatz Maschinellen Lernens (ML) mehrere vielversprechende Halogenid-Perowskite identifiziert werden konnten. ML ist ein Teilgebiet der Künstlichen Intelligenz, hierbei lernen Computer aus ihnen zur Verfügung gestellten Datensätzen oder Datenbanken.

    Perowskite stellen aufgrund einfacher Herstellungsverfahren verbunden mit geringen Kosten eine vielversprechende neue Materialgruppe für zukünftige Photovoltaikanwendungen dar. Damit diese die Sonnenenergie optimal nutzen können, ist es wichtig, dass die neuen Werkstoffe eine passende sogenannte Bandlücke besitzen. Die Bandlücke hat die Eigenschaft, Photonen mit einer bestimmten Energie zu absorbieren und anschliessend in Strom umzuwandeln.

    Das EPFL-Team unter der Leitung von Haiyuan Wang und Alfredo Pasquarello entwickelte ein Maschinelles Lernmodell, das aus 15‘000 Materialien 14 völlig neue Perowskite identifizieren konnte. Diese seien hervorragende Kandidaten für zukünftige hocheffiziente Solarzellen. Die Forschenden konnten damit zeigen, dass der Einsatz von ML die Entdeckung und Validierung neuer Photovoltaikmaterialien erheblich beschleunigen kann.

  • NEST dient EU-Projekt als Pilotanlage

    NEST dient EU-Projekt als Pilotanlage

    Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) ist Teil des internationalen Konsortiums für das jüngst gestartete und auf drei Jahre angelegte HorizonEurope-Forschungsprojekt HEATWISE. Dabei soll in Gebäuden mit umfangreicher IT-Infrastruktur die Abwärme dieser Systeme vollständig in die Gebäudetechnik integriert werden.

    „Das Ziel ist ein Zero-Waste-Prinzip“, erklärt Binod Koirala vom Urban Energy Systems Lab der Empa in einer Medienmitteilung. „Das heisst, wir wollen möglichst die ganze Abwärme zurückgewinnen und in das Heizsystem der Gebäude integrieren.“ In diesem Rahmen kommt dem Team der Empa in einem ersten Schritt die Aufgabe zu, im Empa-Forschungsgebäude NEST das Potenzial für Wärmegewinne zu identifizieren. Dabei sollen neben der Abwärme aus dem Mikrorechenzentrum in dessen Untergeschoss und der Computer in den Büroräumen auch der Einfluss anwesender Personen auf die Raumtemperatur berücksichtigt werden.

    Aus den so gewonnenen Daten wollen die Forschenden vorausschauende Regelalgorithmen ableiten, die das Energiemanagement der IT-Infrastruktur mit der Gebäudetechnik koppeln. Sie werden dann neben dem NEST in drei weiteren Pilotanlagen installiert: in Gebäuden der dänischen Universität Aalborg, in eine Autofabrik in der Türkei und in ein IT-Forschungs- und Entwicklungszentrum in Polen.

    Im NEST wird zudem die Luftkühlung des Rechenzentrums um die neu entwickelte sogenannte On-Chip-Flüssigkeitskühlung des israelischen Projektpartners ZutaCore ergänzt. Mit der dadurch zurückgewonnenen Wärme von bis zu 70 Grad können etwa die Duschen im Gebäude betrieben werden.

  • Winterthurer Innovationslabor Grüze öffnet im Mai

    Winterthurer Innovationslabor Grüze öffnet im Mai

    Im Mai 2024 wird in Winterthur an der St.Gallerstrasse das Innovationslabor Grüze eröffnet. Laut einer Medienmitteilung ist es als vielseitig nutzbarer Begegnungsort geplant, wo sich Besuchende über die Grossbaustelle Querung Grüze informieren können. Darüber hinaus soll der filigrane und zu allen Seiten hin offene Bau ein Ort für Diskussionen über Fragen der Stadtentwicklung, mögliche Zielkonflikte und die Auswirkungen des Klimawandels auf die städtische Bevölkerung werden.

    Der rund 120 Quadratmeter grosse Pavillon mit Ausstellungsraum, Bühne und Café ist modular gebaut und kann modular erweitert werden. Die Statik wurde auf ein zweistöckiges, geschlossenes Gebäude ausgerichtet. Damit ist die Möglichkeit mitgedacht, dass das Innovationslabor mittelfristig zu einem Quartierzentrum mit erhöhtem Platzbedarf heranwachsen könnte. Vorerst ist es für eine Nutzungsdauer von zehn Jahren geplant.

    Das Innovationslabor wurde vom Tiefbauamt Winterthur in Zusammenarbeit mit dem Departement Architektur, Gestaltung und Bauingenieurwesen der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) und Holcim Schweiz entwickelt. Die extradünnen und wiederverwertbaren Betonplatten aus mit Carbonfaser verstärktem Beton (CPC) der CPC AG sparen den Angaben zufolge gegenüber herkömmlicher Betonbauweise bis zu 75 Prozent Material ein. Der CO2-Ausstoss soll um den Faktor zwei bis vier reduziert werden.

    Die CPC-Betonelemente, die aus einem langjährigen Forschungsprojekt an der ZHAW hervorgingen, können mit wenig Aufwand in ihre Bestandteile zerlegt und anderswo wieder aufgebaut oder für ein anderes Bauwerk wiederverwendet werden. Holcim produziert sie und stellt sie leihweise zur Verfügung. Die vorgefertigten Elemente werden im Frühjahr innert weniger Tage zusammengefügt.

  • Energie 360° will Sommerstrom mit Methan im Untergrund speichern

    Energie 360° will Sommerstrom mit Methan im Untergrund speichern

    Die Energiedienstleisterin Energie 360° hat in einer neuen Studie die Geo-Methanisierung als Möglichkeit zur Speicherung überschüssigen Stroms im Sommer zur Verwendung bei Stromknappheit im Winter aufgezeigt. In der gemeinsam mit dem Energiespeicherunternehmen RAG Austria AG in Wien durchgeführten Studie geht es laut Medienmitteilung um die wirtschaftliche Nutzung dieser Methode.

    Bei der Geo-Methanisierung wird im Sommer überschüssige erneuerbare Energie, beispielsweise Solarstrom, in Wasserstoff (H2) umgewandelt. Dieser wird zusammen mit CO2, das etwa aus Biogasanlagen stammt, in einen natürlichen Untergrundspeicher eingebracht. In mehr als 1000 Metern Tiefe verbinden Mikroorganismen Wasserstoff und Kohlenstoff zu Methangas (CH4). Im Winter, wenn der Bedarf an Strom und Wärme hoch ist, lässt sich das erneuerbare Gas ausspeichern und vielseitig nutzen, heisst es zur technischen Erläuterung in der Mitteilung.

    Am Forschungsprojekt Underground Sun Conversion – Flexible Storage (USC-FlexStore) von Energie 360° und RAG Austria arbeiteten die Universität Bern, die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) und die OST – Ostschweizer Fachhochschule mit. Die gemeinsame Studie zeigt, dass eine Umsetzung möglich und wirtschaftlich interessant ist, wenn dabei bestehende Gasspeicher genutzt werden. Diese gibt es in den Nachbarländern der Schweiz, wie im österreichischen Pilsbach.

    „Das Potenzial ist enorm: Jährlich kann mit diesem Verfahren erneuerbare Energie von einigen Terawattstunden saisonal gespeichert werden. Damit wird die Winterstromlücke in der Schweiz substanziell entschärft“, wird Jörg Wild zitiert, CEO von Energie 360°. Voraussetzung sei, dass die Schweiz mit ihren Nachbarländern verbindliche Regelungen für den Bezug von erneuerbaren Gasen abschliesst.

  • Schweizweite Premiere: Brandversuche an wandgebundener Grünfassade

    Schweizweite Premiere: Brandversuche an wandgebundener Grünfassade

    Begrünte Fassaden können zur Verbesserung des Mikroklimas in der Stadt beitragen, die Wärmeregulierung im Gebäude unterstützen und die Biodiversität fördern. In Bezug auf das Brandverhalten besteht jedoch noch eine grosse Wissenslücke. Um diese zu schliessen, haben Forschende des Instituts für Holzbau, Tragwerke und Architektur IHTA der Berner Fachhochschule BFH zwei Brandversuche an wandgebundenen begrünten Fassaden durchgeführt.  

    Die Versuchsanordnung bestand aus einem mehrgeschossigen Aussenwandelement mit zwei vollen und zwei nur teilweise ausgebildeten Geschossen. Im unteren Teil des Wandelements platzierten die Forschenden eine nach vorne geöffnete Brandkammer. So konnten sie den Flammenaustritt aus einem Fenster simulieren, wie er nach dem sogenannten Flash-Over – der plötzlichen Entwicklung eines kleinen Feuers zu einem grossen Brand – auftritt. Die Versuche wurden in grösstmöglicher Anlehnung an die Prüfbestimmung für Aussenwandbekleidungssysteme der Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen VKF (2016) auf dem Areal des Dynamic Test Center der BFH-TI in Vauffelin durchgeführt.  

    Auf der Basis der Resultate ist es möglich, das Brandverhalten von wandgebundenen Grünfassaden für Gebäude mittlerer Höhe zu bewerten und den Aufbau von Aussenwandbekleidungssystemen für die Zulassung zu optimieren. Die Versuche waren Teil eines mehrjährigen Forschungsprojekts.

  • Baden startet Pilotprojekt zur Wiederverwendung im Gebäudepark

    Baden startet Pilotprojekt zur Wiederverwendung im Gebäudepark

    Die Stadt Baden steht laut einer Medienmitteilung im Mittelpunkt eines neuen  Forschungsprojekts über die Wiederverwendung von Bauteilen auf Städteebene. Das Forschungsprogramm Gebäude und Städte des Bundesamts für Energie (BFE) wird mit Beteiligung des Zürcher Unternehmens intep (Integrale Planung GmbH) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) mit Baden als Fallbeispiel seit Januar umgesetzt.

    Das Projekt läuft während rund zwei Jahren und wird massgeblich vom BFE finanziert. Die Stadt Baden trägt rund einen Viertel der Projektkosten und das Bundesamt für Umwelt (BAFU) beteiligt sich ebenfalls daran. „Die Stadt Baden wird von massgeschneiderten Erkenntnissen, insbesondere für die stadteigenen Bauprojekte und die laufende Revision der Nutzungsplanung, profitieren“, wird Stadtammann Markus Schneider zitiert.

    Beim Forschungsprojekt „Re-Use auf dem Weg zum Netto-Null-Ziel bei Gebäuden“ stehe nicht das Recycling von Bauteilen, sondern die direkte Wiederverwendung in anderen Gebäuden im Mittelpunkt. Für das Projekt werden Bauteilflüsse modelliert, die Umweltwirkung ermittelt und die notwendigen Rahmenbedingungen und Massnahmen für eine breite Anwendung systematisch erfasst, heisst es in einer Mitteilung von intep.

    „Die CO2-Emissionen eines Gebäudes über seine gesamte Lebensdauer – also nicht nur im Betrieb, sondern auch bei der Erstellung – sind ein wichtiges und immer noch unterschätztes Potenzial für die notwendige Absenkung des CO2-Austosses auf Netto Null“, wird Nadja Lavanga zitiert, Projektleiterin bei intep.

    Als Reduktionspotenziale nennt Christian Vogler, Koordinator Energie der Stadt Baden, „den Erhalt des Bestandes statt Neubauten, zirkuläre und ressourcenschonende Bauweisen, die Wiederverwendung von Bauteilen und das Recycling“.

  • Holcim und Norman Foster Foundation bauen nachhaltige Flüchtlingsunterkunft

    Holcim und Norman Foster Foundation bauen nachhaltige Flüchtlingsunterkunft

    Der Baustoffhersteller Holcim mit Sitz in Zug und die Norman Foster Foundation mit Sitz in Madrid spannen bei einem Architekturprojekt namens Essential Homes zusammen. Ein Prototyp der Häuser wird ab 17. Mai in Originalgrösse auf der Architekturbiennale 2023 in Venedig zu sehen sein, heisst es in einer Medienmitteilung. Es ist bereits die zweite Kooperation für beide Partner.

    Die Norman Foster Foundation hat die Essential Homes entworfen und dabei Baustoffe von Holcim genutzt. So kamen der kohlenstoffarme ECOPact-Beton und der wasserdurchlässige Hydromedia-Beton zum Einsatz. Thermische und akustische Dämmung werden durch Elevate-Platten und Airium-Schaumstoff des Baustoffherstellers realisiert.

    Insgesamt sollen die Essential Homes vertriebenen Gemeinschaften bis zu 20 Jahre lang Sicherheit, Komfort und Witterungsbeständigkeit bieten. „Wir bei Holcim wollen, dass nachhaltige Gebäude für alle zugänglich sind, um den Lebensstandard zu verbessern und gleichzeitig eine Netto-Null-Zukunft zu schaffen“, wird Jan Jenisch, CEO bei Holcim, in der Medienmitteilung zitiert. Daher war es selbstverständlich, der Kooperation einzuwilligen, als der Stiftungsgründer und britische Architekt, Baron Norman Foster, und sein Team auf Holcim zukamen.

    Für die Norman Foster-Stiftung und Holcim ist es bereits das zweite gemeinsame Projekt auf der Architekturbiennale in Venedig. Bei der ersten Kooperation entwickelten sie gemeinsam einen Hangar für Drohnen, die medizinische Hilfsgüter in Afrika verteilen.

    Der Prototyp der Essential Homes wird in den Marinaressa-Gärten in Venedig aufgestellt. Eine ergänzende Ausstellung dazu wird im Palazzo Mora zu sehen sein.

  • Beton-Projekt an der Empa erhält Fördergeld

    Beton-Projekt an der Empa erhält Fördergeld

    Die Ernst Göhner-Stiftung mit Sitz in Zug fördert ein Forschungsprojekt für Hochleistungsbeton an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa). Einen Betrag in nicht genannter Höhe hat sie dem Empa-Zukunftsfonds als Anschubförderung jetzt bereitgestellt, heisst es in einer Medienmitteilung.

    Unterstützt wird damit ein Forschungsprojekt für umweltfreundlicheren Beton. Dieser komme auf einen geringeren CO2-Fussabdruck als der herkömmliche Stahlbeton, weil er haltbarer und stabiler sei. Zudem könne der sich selbst vorspannende Beton sparsamer eingesetzt werden.

    Bei dem Projekt handele es sich um ein sogenanntes High-Risk-High-Gain-Projekt. „Das Risiko eines Fehlschlags ist hoch, aber es gibt auch sehr viel zu gewinnen“, wird Masoud Motavalli, Leiter der Forschungsabteilung Ingenieur-Strukturen bei der Empa in Dübendorf, in der Medienmitteilung zitiert. Seit 2008 war er mit der Idee von einem vorgespanntem Hochleistungsbeton an potenzielle Förderer herangetreten.