Energie

Grünes Tuning - auf dem Weg zur künstlichen Photosynthese

Do, 21.04.2022 — Christina Beck & Roland Wengenmayr Christina BeckRoland WengenmayrIcon Biologie

Eine Herausforderung des 21. Jahrhunderts ist die Eindämmung des Klimawandels. Und das heißt, dass es uns gelingen muss, den Anteil von Treibhausgasen in der Atmosphäre zu reduzieren. Kohlenstoffdioxid aus der Luft mithilfe von Sonnenenergie nutzbar machen – diesen Prozess beherrschen Pflanzen bereits seit Jahrmillionen. Eröffnet die künstliche Photosynthese einen Weg, um aus Kohlenstoffdioxid mithilfe von Licht nachhaltig Rohstoffe zu produzieren? Ein Team um Tobias Erb, Direktor am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg, arbeitet daran, diesen Prozess so zu „tunen“, dass er mehr Kohlenstoff binden kann. Mit ihrem synthetisch-biologischen Ansatz wollen die Max-Planck-Forschenden biologische Prozesse jedoch nicht nur schrittweise verbessern, sondern auch ganz neue Lösungen umsetzen, die in dieser Form in der Natur nicht zu finden sind – eine Idee mit vielversprechendem Potenzial.*

Eindämmung des Klimawandels - Die Zeit drängt (6. IPCC-Sachstandsbericht)

Do, 7.04.2022 — IIASA

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Icon Klima

Nach den ersten beiden Teilen des neuen Sachstandsberichts ( 6.Assessment Report, AR6), die sich mit den"Naturwissenschaftlichen Grundlagen" (Arbeitsgruppe 1: 9. August 2021) und mit "Folgen, Anpassung und Verwundbarkeit " (Arbeitsgruppe 2: 28. Feber 2022) des Klimawandels befassten, hat der Weltklimarat ((Intergovernmental Panel of Climate Change - IPCC) nun den dritten Teil (Arbeitsgruppe 3: 4. April 2022) herausgegeben, der die "Minderung des Klimawandels" zum Thema hat [1]. Der aus 17 Kapiteln bestehende, insgesamt 2913 Seiten lange Bericht untersucht, woher die globalen Emissionen stammen und erklärt die Entwicklungen zur Reduktion der Emissionen und zur Minderung der Erderwärmung. Es ist der erste IPCC-Report, der eine eingehende Untersuchung dazu abgibt, wie Verhalten, Entscheidungen und Konsum von uns Menschen zur Eindämmung des Klimawandels beitragen können. An dem Bericht haben 278 Experten federführend mitgewirkt, weitere Autoren haben zu spezifischen Fragen Beiträge geleistet. Drei Forscher vom International Institute of Systems Analysis (IIASA, Laxenburg) haben als Hauptautoren und Koordinatoren der Arbeitsgruppe mitgearbeitet.*

Hydrogen Deep Ocean Link: Ein globales nachhaltiges Energieverbundnetz

Do, 30.03.2022 — IIASA

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Icon Energie

Die Wasserstoffwirtschaft ist eine Energiealternative , die viel Aufmerksamkeit erhält. Für die Entwicklung einer solchen Wirtschaft gibt es jedoch einige zentrale Herausforderungen, wie beispielsweise die hohen Investitionskosten für Produktion, Verdichtung, Speicherung und Transport des Wasserstoffs. Der IIASA-Forscher Julian Hunt und seine Kollegen haben die Tiefsee ins Auge gefasst, um ein innovatives Konzept zu erstellen, das diese Probleme lösen könnte.* 

Anstelle von Stauseen, Staumauern, Rohrleitungen und Turbinen: Elektro-Lkw ermöglichen eine innovative, flexible Lösung für Wasserkraft in Bergregionen

Do, 24.03.2022 — IIASA

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Bergregionen besitzen ein großes Potenzial für Wasserkraft, das mit herkömmlichen Technologien nicht ausreichend effizient genutzt werden kann. Ein internationales Team um den IIASA-Forscher Julian Hunt hat auf der Basis von Elektro-Lkw eine innovative Wasserkrafttechnologie entwickelt, die eine flexible und saubere Lösung für die Stromerzeugung in Bergregionen bieten könnte. Dazu soll in großen Höhen Wasser aus Gebirgsbächen in Vorratsbehälter gefüllt, den steilen Berg hinunter transportiert, die potentielle Energie des Wassers mit den Rekuperationsbremsen der Elektro-Lkw in Strom umgewandelt und in der Batterie des Lkw gespeichert werden.*

Agrophotovoltaik - Anbausystem zur gleichzeitigen Erzeugung von Energie und Nahrungsmitteln

Do, 27.01.2022 — Redaktion

RedaktionIcon Biologie Der Umstieg auf erneuerbare Energie konkurrenziert mit der Landwirtschaft um geeignete Bodenflächen. Eine grandiose Lösung zur optimierten Nutzung der begrenzten Ressource Land kann von Agrophotovoltaik erwartet werden, der gleichzeitigen Landnutzung sowohl für die Produktion von Energie als auch von Nahrung. Weltweit laufen Pilotprojekte, um die Effizienz solcher "Anbausysteme unter Solarpaneelen" und deren Marktfähigkeit zu testen. Wesentliche Aspekte dieser Forschungen, zu denen auch von der EU-unterstützte Projekte (PanePowerSW und HyPErFarm) beitragen, wurden kürzlich im EU-Research & Innovation Magazine "Horizon" beschrieben*. .*

Brennstoffzellen: Knallgas unter Kontrolle

Do, 02.12.2021 — Roland Wengenmayr

Icon Energie

Roland Wengenmayr Brennstoffzellen ermöglichen die direkte Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie. Verglichen mit der von fossilen Brennstoffen ausgehenden Stromerzeugung haben Brennstoffzellen dementsprechend einen sehr hohen Wirkungsgrad. Die im folgenden Artikel beschriebene Zelle verwendet kontinuierlich zuströmenden Wasserstoff als Brennstoff, der Reaktionspartner ist Sauerstoff. Dabei entstehen Strom, Wasserdampf und Wärme. Wie diese Zelle funktioniert, wovon ihre Effizienz abhängt und wie sie praxistauglicher gemacht werden kann, erklärt der Physiker und Wissenschaftsjournalist DI Roland Wengenmayr*.

Alles ganz schön oberflächlich – heterogene Katalyse

Do, 08.10.2021 — Roland Wengenmayr

Icon Chemie

Roland Wengenmayr Sowohl die Synthesen biologischer Verbindungen in der belebten Natur als auch über neunzig Prozent aller von der industriellen Chemie genutzten Reaktionen benötigen Katalysatoren, um die Prozesse effizient in der gewünschten Weise ablaufen zu lassen. In der Biosphäre vermitteln Enzyme in hochselektiver Weise den Kontakt und die Umsetzung der Ausgangsprodukte, in der Industrie vermitteln meistens Metalloberflächen - in der sogenannten heterogenen Katalyse - das Aufeinandertreffen und die Aktivierung der Reaktanten . Wie im zweiten Fall die einzelnen Schritte auf der molekularen Ebene ablaufen, konnte mit neuen Methoden der exakten Oberflächenforschung untersucht werden. Gerhard Ertl, ehem. Direktor am Fritz Haber Institut der Max-Planck-Gesellschaft, konnte so den Prozess der Ammoniaksynthese aus Stickstoff und Wasserstoff und die Oxydation von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid im Detail aufklären. Der Physiker und Wissenschaftsjournalist DI Roland Wengenmayr beschreibt diese Vorgänge.*

Wie viel Energie brauchen wir, um weltweit menschenwürdige Lebensverhältnisse zu erreichen?

Do, 16.09.2021 — IIASA

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Die Bekämpfung der Armut ist Ziel Nr. 1 der UN-Ziele für Nachhaltige Entwicklung. Um den Lebensstandard zu erhöhen, wäre für viele Menschen eine Zunahme in der Energieversorgung erforderlich. Gleichzeitig wäre aber für das Erreichen der aktuellen Klimaziele des Pariser Abkommens ein niedrigerer Energieverbrauch angezeigt. IIASA-Forscher haben abgeschätzt, wie viel Energie man braucht, um den Armen der Welt ein menschenwürdiges Leben zu ermöglichen und sie haben herausgefunden, dass dies mit Bemühungen zur Erreichung der Klimaziele vereinbar ist.*

Die Sonne im Tank - Fusionsforschung

Do, 13.05.2021 — Roland Wengenmayr

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Roland WengenmayrDer globale Energieverbrauch - derzeit zu 85 % aus fossilen Energieträgern gedeckt - wird trotz verschiedenster Sparmaßnahmen bei wachsender Erdbevölkerung weiter ansteigen. Ein Umstieg auf ein neues Energiesystem ist vor allem auf Grund des Klimawandels, aber auch wegen der limitierten Brennstoff-Ressourcen und der politischen Abhängigkeiten unabdingbar. Mit einer Nutzung der Kernfusion, d.i. der Quelle, aus der die Sonne ihre Energie speist, könnte die Menschheit eine fast unerschöpfliche Energiequelle erschließen, die keine gefährliche Treibhausgase freisetzt. Der Physiker und Wissenschaftsjournalist DI Roland Wengenmayr gibt einen Überblick über die Grundlagen der Kernfusion und den Status der Kernfusionsforschung.*

Energie - der Grundstoff der Welt

Fr, 19.02.2021 — Redaktion

Redaktion

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Themenschwerpunkt Energie

Energie ist Ursprung aller Materie und auch das, was die Materie bewegt. Energieforschung und -Anwendung sind daher für unsere Welt von zentraler Bedeutung und beschäftigen Wissenschafter quer durch alle Disziplinen - Physiker, Chemiker, Geologen, Biologen, Techniker, etc., ebenso wie Wirtschafts- und Sozialwissenschafter. Mit dem bereits spürbaren Klimawandel steht Energie nun auch im Rampenlicht von Öffentlichkeit und Politik; das Ziel möglichst rasch fossile Energie durch erneuerbare Energie zu ersetzen, steht im Vordergrund. Energie ist auch im ScienceBlog von Anfang an eines der Hauptthemen und zahlreiche Artikel von Topexperten sind dazu bereits erschienen. Das Spektrum der Artikel reicht dabei vom Urknall bis zur Energiekonversion in Photosynthese und mitochondrialer Atmung, von technischen Anwendungen bis zu rezenten Diskussionen zur Energiewende. Ein repräsentativer Teil dieser Artikel findet sich nun in diesem Themenschwerpunkt.