Wird es selbfahrende Auto geben?

Seit Jahren werden selbstfahrende Autos immer wieder angekündigt. Bei vielen Unfällen zeigte sich jedoch immer noch eine unausgereifte Technik: Das oft vollmundig versprochene bleibt ein unerfüllbarer Wunsch.

Unternehmen konzentrieren sich deshalb auf verbesserte Fahrassistenten wie Spurhaltesysteme oder automatisierte Parkfunktionen. Die neuen Fahrassistenden sollten den Strassenverkehr sicherer machen und Autofahrern in kniffligen Situationen helfen.

Für Ingenieure sind neue Systeme zwar herausfordernd, und die damit einhergehenden technischen Probleme lösbar. Aber der Mensch bleibt am Steuer für sein Gefährt verantwortlich! Das autonome Autofahren ist weiter ein Traum. Für Ingenieure und Wissenschafter gilt die industrieübergreifend und eine technische Herausforderung 

Schweiz; ETH:Neuartiges Batterie-Design: mehr Energie und weniger Umweltbelastung

Ein neuer Ansatz für das Elektrolyt in Lithium-Metall-Batterien könnte die Reichweite von Elektrofahrzeugen erheblich steigern. Um diese Batterien zu stabilisieren, benötigen ETH-Forschende viel weniger umweltschädliches Fluor. Lithium-Metall-Batterien gelten als die nächste Generation von Hochenergiebatterien. Sie können pro Volumen doppelt so viel Energie speichern wie herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien.

ETH-Forschende haben eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, deutlich weniger umweltschädliches Fluor zu verwenden und so den ökologischen Fussabdruck der Batterien zu verringern. Unter den vielversprechenden Hochleistungsbatterien der nächsten Generation stehen sie ganz vorne: Lithium-Metall-Batterien. Sie können mindestens doppelt so viel Energie pro Volumeneinheit speichern wie die heute weit verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien. Das bedeutet: Ein Elektroauto fährt mit einer Ladung doppelt so weit oder das Smartphone muss man weniger oft aufladen. Optimierte Methode für umweltfreundlichere Batterien

In einer kürzlich erschienenen Artikel der Fachzeitschrift Energy & Environmental Science beschreiben die ETH-Forschenden ihre neu entwickelte Methode und deren Grundprinzipien, für die sie auch ein Patent angemeldet haben. Lukatskaya führte diese Forschung im Rahmen eines SNF-Starting-Grant-Projekts durch.

Eine der grössten Herausforderungen war es, das richtige Molekül zu finden, an das Fluor angehängt werden kann und das sich unter den richtigen Bedingungen auch wieder zersetzt, wenn es das Lithium-Metall erreicht hat. Ein grosser Vorteil an der Methode sei, dass sie sich nahtlos in den bestehenden Produktionsprozess integrieren lässt, ohne Zusatzkosten für eine Anpassung der Produktionseinrichtung zu generieren. Im Labor hatten die Batterien die Grösse einer Münze. Im nächsten Schritt wollen die Forschenden die Skalierbarkeit der Methode testen und zu Pouch-Zellen übergehen, wie sie in Smartphones verwendet werden.

ETH ist die Eidgenössische Technische Hochschule

(Bild: ETH Zürich / Maria Lukatskaya, mit KI generiert)

Swiss Cyber Institute wird neues Sektormitglied der ITU

Das Swiss Cyber Institute mit Sitz in Zürich ist kürzlich offizieller Sector Member für die Schweiz von ITU Development geworden.

Die International Telecommunication Union (ITU), als Sonderorganisation der Vereinten Nationen für digitale Technologie nutzt Innovationen und vernetzt alle, um eine bessere Zukunft für alle zu gewährleisten. Mit diesen Schwerpunkten sowie mit einem grossen globalen Netzwerk ist die ITU nun ein weiterer wichtiger Partner von Swiss Cyber Institute.

Eisen bald ohne Hochofen und Koks möglich

Abstich am "Ersatz-Hochofen" von Boston Metal

(Foto: Boston Metal Woburn/Cambridge)

Das MITSpin-off Boston Metal nutzt die sogenannte Oxidschmelzelektrolyse, um Eisen und Gestein voneinander zu trennen. Bisher waren dafür Hochöfen und Koks oder Wasserstoff nötig. Das neue Verfahren funktioniert den Experten nach auch mit anderen Erzen, die leitende Metalle beherbergen. Auch CO2-Emissionen würden vermieden. Frei werde lediglich klimaneutraler Sauerstoff.

Nutzung von Bergbauabfällen

Das Unternehmen, setzt das Verfahren bereits zur Gewinnung hochwertiger Metalle aus Bergbauabfällen in einer brasilianischen Tochtergesellschaft Boston Metal do Brasil ein. Vorbild ist die Gewinnung von Aluminium aus Bauxit.

Die Ursprünge der Technologie von Boston Metal beginnen mit dem Wunsch, auf dem Mond Sauerstoff zu erzeugen. Mitte der 2000er-Jahre erhielt der Materialchemiker Sadoway von der US-Weltraumbehörde NASA Fördermittel, um eine solche Technik für künftige Mondbasen zu entwickeln. Sadoway und andere MIT-Experten leiteten einen hohen elektrischen Strom durch Eisenerz, wie es auf der Mondoberfläche zu finden ist. Für ihre Experimente nutzten sie eisenhaltiges Gestein eines Asteroiden, der in Arizona eingeschlagen hatte. Dabei wurde tatsächlich Sauerstoff frei. Eisen fiel als Nebenprodukt an.

Heute ist es umgekehrt.

Eisen ist das Hauptprodukt- und Sauerstoff das Nebenprodukt. Es wurde eine Anode, die sich nicht abnutzt entwickelten. Die Oxidschmelzelektrolyse findet in Zellen von der Grösse eines Schulbusses statt. Das Eisenerz wird in die Zelle geleitet, die eine Kathode (den Minuspol) und eine Anode enthält. Fliesst Strom zwischen Anode und Kathode durch das Erz, erhitzt sich das Erz auf etwa 1.600 Grad Celsius. In diesem Stadium spaltet sich das Eisenoxid, (landläufig als Rost bezeichnet) in reines Eisen und Sauerstoff auf. Sauerstoff entweicht oder wird für andere technische Verwendungen aufgefangen. Das flüssige Eisen sammelt sich am Boden der Zelle und wird von Zeit zu Zeit abgezapft, ein Verfahren, das Abstich genannt wird.

Grüner Wasserstoff soll konkurrenzlos billig werden.

Australischer Elektrolyseur von Hysata will überaus kosteneffizient den Durchbruch schaffen. Mit einem neuartigen Elektrolyseur will das Spin-off Hysata  der University of Wollongong die Produktion von Wasserstoff konkurrenzfähig machen. Das Verfahren soll den begehrten Energierohstoff 20 Prozent billiger erzeugen als herkömmliche Elektrolyseure.

Zur Herstellung von einem Kilogramm Wasserstoff, dessen Energieinhalt bei 33 Kilowattstunden (kWh) liegt, sollen 41,5 kWh reichen. Das eingesetzte Wasser wird zudem zu 95 Prozent in Wasser- und Sauerstoff aufgespalten.

Fünf-Megawatt-Anlage

Erstes Ziel ist der Aufbau einer Anlage, die eine Leistung von fünf Megawatt hat. Sie soll im kommenden Jahr am Unternehmenssitz Wollongong fertiggestellt werden. Dafür hat Hysata 111 Mio. Dollar von verschiedenen Investoren eingesammelt, darunter BP Ventures, dessen Muttergesellschaft BP sich energisch im Wasserstoffsektor engagiert. Der Elektrolyseur steckt in einem Rohr. Er besteht aus vielen runden Elementen, die jeweils Wasser aufspalten. Die Elektroden sind dabei nicht in Wasser eingetaucht, wie es üblich ist. Sie werden durch Kapillarwirkung, also den Transport von Flüssigkeit entgegen der Schwerkraft, mit Wasser und dem Elektrolyten versorgt.

Genauso versorgen Pflanzen ihre oberirdischen Bestandteile, selbst die Gipfel der höchsten Bäume. Während sich die entstehenden Gase in klassischen Elektrolyseuren ihren Weg in Blasenform durchs Wasser bahnen müssen, werden sie im Hysata-Elektrolyseur direkt frei, stehen zudem unter einem gewissen Druck, sodass weniger Aufwand zur weiteren Verdichtung betrieben werden muss. Ausserdem können sich an den Elektroden keine Bläschen bilden, die den Wirkungsgrad verringern.

Grauer Wasserstoff teurer

Aufgabe ist es, die Dekarbonisierung in der Stahlindustrie, der Chemischen Industrie und dem Schwerlastverkehr zu beschleunigen, indem die effizientesten, einfachsten und zuverlässigsten Elektrolyseure der Welt zu liefern. Zudem wird der Wasserstoff weniger als 1,50 Dollar pro Kilogramm kosten. Das liegt unter den Herstellungskosten für sogenannten grauen Wasserstoff, der aus Erdgas hergestellt wird und aktuell den Markt dominiert. Der „Grüner Wasserstoff soll ein Billionen-Dollar-Markt werden.

30. Jubiläums-AERO Friedrichshafen

1977 fanden die erste Messe mit 14 Ausstellern, zunächst alle zwei Jahre statt. 2024 war die 30. Ausgabe als internationalen Leitmesse der Allgemeinen Luftfahrt, des Luftsports und der Business Aviation. Beim AERO Media Day am Vortag zur Luftfahrtmesse AERO hatten sich Journalisten aus aller Welt über die Lage der Luftfahrtbranche und die Neuheiten auf der 30. Ausgabe der AERO informiert. Bereits vom Start weg, hinterliessen die über 680 Aussteller aus 38 Ländern eine nie da gewesenes Angebot an Neuheiten in allen Bereichen vermuten. Elektroflugzeuge und viele neue Versionen bestehender Flugzeugfamilien 

Der Hubschrauber-des Hersteller Leonardo Helicopters zeigte auf der AERO 2024 gleich zwei Hubschrauber: Die neueste Version des erfolgreichen AW139-Hubschraubers im Static Display und die AW109 Grand. Leonardo hat bislang über 1.300 Aufträge von 290 Kunden aus 80 Ländern für die AW139 im Auftragsbuch stehen und bislang über 1.000 Exemplare dieses Hubschraubermusters ausgeliefert.

Aus der Tschechien wurde der weltweit erste Ultraleichtflugzeug-des Hersteller SHARK.AERO, ausgestellt. Damit das Fliegen auch in leichten Flugzeugen komfortabler und sicherer ist,. wird eine Technologie zur Turbulenz-Dämpfung (Turbulence Solutions turbulence cancelling) eingesetzt. Der Hersteller testet die neue Technologie im Flug und rechnet mit einer Zulassung Anfang 2025.

Junkers Aircraft hat am AERO Media Day sein neuestes Modell, das Ultraleichtflugzeug Junkers A50 Heritage enthüllt. Das Unternehmen zeigt auch , die Junkers A60 und den Doppeldecker WACO YMF-5. Dies sind Ultraleichtflugzeug, die originalgetreu nach dem Entwurf aus den 1920er Jahren rekonstruiert werden. Im Gegensatz zur Junkers A50 Junior ist die Junkers A50 Heritage mit einem 7-Zylinder-Sternmotor ausgestattet, und zusammen mit einem MT-Holzpropeller und analogen Instrumenten ausgestellt. Die Beringer-Bremsen und das Galaxy-Rettungssystem wurden von der A50 Junior übernommen und gehören zur Standardausrüstung.

Nicht fehlen durfte auch vollelektrische angetrieben Elektroflugzeuge. Seit Jahren sind sie vertreten. Erst waren es Prototypen, die weiter entwickelt wurden. Diamond Aircraft Industries zeigt erstmalig die vollelektrisch angetriebene eDA40 auf einer Messe. Die eDA40 wurde auch schon als Elektroflugzeug in seiner Kategorie zertifiziertes. Mit einer schnellen DC-Ladung und kurzen Ladezeiten ist es möglicht, für den Flugschulmarkt von morgen bereit zu sein. Die angestrebte Flugdauer beträgt 1,2 Stunden, die Nutzlast 180 Kilogramm und die Reichweite 117 nautische Meilen. Als Schulflugzeug ist es VFR- und IFR-fähig. Netto-Null-Emissionen während des Fluges und reduzierte Geräuschemissionen. Anfänglich ist das Schulflugzeug als 2-Sitzer geplant Mit  zunehmender Batteriekapazität soll die eDA40 optional auch als 3-Sitzer erhältlich sein.

Welt- und Europapremieren auf der AERO 2024

Eine Europapremiere auf der AERO 2024 war ein neues, einmotoriger Turboprop-Flugzeugs Piper M700 FURY von Piper Aircraft aus Vero Beach, Florida. Oder der neuen Motorseglers JMB Phoenix von JMB Aircraft aus Belgien/Tschechien. Der französische Hersteller Aura Aero zeigte erstmalig auf einer Messe den Prototyp seines elektrisch angetriebenen, einmotorigen Flugzeugs Integral E. Cirrus Aircraft aus Duluth im US-Bundesstaat Minnesota nutzt die AERO 2024, um die Europapremiere seiner neuesten Generation von modernen, einmotorigen Reiseflugzeugen, der SR Series G7 zu feiern. Diese Version wurde erst Anfang 2024 vorgestellt.

Was ist die AERO?

Die AERO ist die internationale Leitmesse für die Allgemeine Luftfahrt, die Business Aviation und den Luftsport. Präsent sind Fluggeräte von der zivilen Drohne über Segelflugzeuge, Ultraleichtflugzeuge und Gyrocopter, Helikopter, Reise- und Trainingsflugzeuge mit Kolbenmotor oder Turboprop-Antrieb bis hin zu Businessjets. Neue Antriebssysteme, Elektroflug, modernste Avionik, Dienstleistungen und Zubehör für Piloten sind weitere Schwerpunkte. Diese Themenbereiche spiegeln sich auch in den AERO Conferences wider und machen Europas grösste Veranstaltung der Allgemeinen Luftfahrt dadurch zu einer wichtigen Plattform für Wissensaustausch und Weiterbildung.

Roboter beginnen menschliches Lächeln zu erwidern

Emo und sein Lehrer Yuhang Hu (Foto: Columbia Engineering)

Der Roboter „Emo“ kann das Lächeln eines Menschen erwidern und ist die neueste Entwicklung von Forschern am Creative Machines Lab an der Ingenieurschule der Columbia University. Er soll das Verhältnis zwischen Roboter und Mensch entspannen.

Noch ist es nicht mehr als eine hellblaue Maske. Doch einmal soll die hellblaue Farbe durch hautfarbig ersetzt werden, um Vertrauen aufbauen zu können. Der Roboter ahnt, wenn sein menschliches Gegenüber zu einem Lächeln ansetzt und erwidert es prompt. Mensch und Maschine lächeln sich an und verstehen sich gleich viel besser.

Mit Training ist der schmunzelnde Roboter in der Lage, die Gesichtsausdrücke von Menschen vorherzusagen, indem er auf winzige Veränderungen achtete. „Emo“ sieht ein menschliches Lächeln etwa 840 Millisekunden vor dessen Auftreten.  Im Moment sieht es ziemlich gruselig aus. Ziel ist es mit dem Roboter in Echtzeit die Zusammenarbeitet mit Menschen zu  verbessern. Damit sollen vor allem Pflegeroboter das  Vertrauen zwischen Menschen und Robotern verbessern.