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Zukunftstechnologien lassen Rohstoffbedarf steigen: Fraunhofer-Studie zeigt Handlungsbedarf
Elektromobilität, Energiewende, Künstliche Intelligenz und Co: Wie wirken sich aufstrebende Technologien auf unseren Rohstoffbedarf aus? Diese Frage beantwortet die neue Auflage der Studie »Rohstoffe für Zukunftstechnologien«, die heute vorgestellt wurde. Die Fraunhofer-Institute ISI und IZM analysieren darin die zukünftige Entwicklung von 34 Technologien und 14 Rohstoffen im Auftrag der Deutschen Rohstoffagentur (DERA) in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR). Für eine nachhaltige Transformation braucht es frühzeitige Maßnahmen gegen Versorgungsengpässe. Der Bedarf an bestimmten Rohstoffen könnte in den kommenden Jahren stark steigen: Zukunftstechnologien ermöglichen den Übergang zu einer klimaneutralen und digitalisierten Wirtschaft, führen aber gleichzeitig zu einer steigenden Nachfrage nach mineralischen Rohstoffen. Bereits zum vierten Mal gibt die Studie »Rohstoffe…
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Interaktive Ausstellung macht neuronale Kommunikation körperlich erfahrbar
Wenn angewandte Forschung auf Medienkunst trifft, entsteht ein neuartiger Zugang zur Bioelektronik: Mit Somatic Circuits präsentiert das Fraunhofer IZM ein Kunstwerk, das die Kommunikation biologischer Signale in ein körperliches und ästhetisches Erlebnis verwandelt. Im Zentrum stehen flexible Wearables, die die Künstlerin Marlot Meyer mithilfe von Entwicklungen der Forschungsgruppe „Technologien der Bioelektronik“ und dem Kurator Pierre Wolter (Galerie Art Claims Impulse) gestaltet hat. Sie verbinden Klang, Berührung und Körperwahrnehmung in einem multisensorischen Netzwerk. Das interaktive Kunstwerk, welches Wissenschaft und Design verbindet, feiert ihre Premiere beim Festival der Zukunft in München vom 2. bis 4. Juli. Die aufblasbaren Skulpturen der Künstlerin Marlot Meyer sind groß, bunt und einladend – und sie eröffnen…
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Laserverstärker macht Quantencomputer skalierbar und schließt europäische Lieferkette
Eine zentrale technologische Hürde auf dem Weg zu leistungsfähigeren Quantencomputern ist die Bereitstellung kompakter und stabiler Laserverstärker. Gemeinsam mit neQxt GmbH und EOT GmbH arbeitet das Fraunhofer IZM daran, die Voraussetzungen für eine belastbare europäische Lieferkette in diesem kritischen Technologiebereich zu schaffen. Ionenfallen-Quantencomputer zählen weltweit zu den vielversprechendsten Architekturen für fehlertolerantes Quantencomputing. Mit steigender Qubit-Zahl wachsen jedoch auch die Anforderungen an die optische Ansteuerung der Qubits. Für den zuverlässigen Betrieb werden Laserquellen benötigt, die nicht nur genügend Leistung bereitstellen, sondern zugleich höchste spektrale Präzision und Stabilität gewährleisten. Genau hier setzt das Projekt QAmp an: Das Projekt entwickelt Verstärkermodule für relevante Wellenlängen (455nm und 493nm), die in bestehende und künftige Quantencomputersysteme…
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Skalierbares Lasersystem ermöglicht optische Atomuhren für breite Anwendungsbereiche
Optische Atomuhren sollen künftig die Zeit 40.000-mal genauer messen als etablierte Atomuhren. Ein Konsortium aus Industrie und Forschung hat im Projekt ISABELLA grundlegende Technologien für die Miniaturisierung von Lasersystemen für solche Atomuhren demonstriert. Diese Entwicklungen bieten der Wissenschaft vielfältige Vorteile – von der Klimaforschung bis hin zur Überprüfung von Naturkonstanten. Der internationale Standard in der Zeitmessung sind im Moment Mikrowellen-Atomuhren. Sie messen die Anzahl der Schwingungen eines Cäsium-Atoms mittels Mikrowellen und nutzen diese als Referenz für die Dauer einer Sekunde. Darauf basiert die koordinierte Weltzeit UTC, die in vielen Bereichen, etwa in der Meteorologie, der Satellitennavigation, dem Mobilfunk oder an der Börse unverzichtbar ist. Doch gelangen Atomuhren mit immer schnelleren…
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Galliumnitrid spielt Schlüsselrolle für grünere Elektronik
Eine deutliche Reduktion des Energieverbrauchs und der CO₂‑Emissionen durch modulare, leicht integrierbare GaN‑Leistungshalbleiter – das ist das Ziel im EU-geförderten Projekt All2GaN. 45 Partner*innen aus zwölf Ländern arbeiten daran, das Energiesparpotenzial von Galliumnitrid‑Halbleitern (GaN) für eine Vielzahl industrieller Anwendungen nutzbar zu machen. Das Fraunhofer IZM übernimmt dabei eine zentrale Rolle entlang der Wertschöpfungskette: Mit seiner international führenden Expertise in der Aufbau‑ und Verbindungstechnik entwickelt das Institut innovative Fügetechnologien, die entscheidend für die Leistungsfähigkeit, Miniaturisierung und Nachhaltigkeit zukünftiger GaN‑Elektronik sind. Galliumnitrid gilt als einer der wichtigsten Halbleiterwerkstoffe für die Elektronik der Zukunft. Im Vergleich zu Silizium ermöglicht GaN höhere Leistungsdichten, geringere Schaltverluste und höhere Frequenzen – ein entscheidender Vorteil für Anwendungen…
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500 Kilowatt pro Liter: Wechselrichter definiert die Leistungsdichte neu
Wechselrichter sind die Zentrale moderner Elektroantriebe. Sie steuern den Energiefluss zwischen Batterie und Motor und entscheiden maßgeblich über Effizienz und Performance. Am Fraunhofer IZM wurde diese Schlüsselkomponente erneut grundlegend weiterentwickelt: Ein neuartiger Inverter verarbeitet 500 Kilowatt Leistung bei einem Volumen von nur einem Liter und erreicht dank seiner extrem niedrigen Induktivität einen Wirkungsgrad von 99 Prozent. Alle anschnallen, es geht los. Kräftige Elektromotoren werden meist mit Drehstrom angetrieben, sogenanntem Dreiphasenwechselstrom. Das gilt auch für aktuelle Elektroautos, deren Batterien die Energie allerdings als Gleichstrom bereitstellen. Für die Umwandlung in Drehstrom sorgt der Wechselrichter, das Herzstück im Antriebsstrang. Unter der Motorhaube eines Elektroautos ist der verfügbare Platz begrenzt, also gilt auch hier:…
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Effizientere Elektronik für Elektrofahrzeuge
Elektrofahrzeuge sollen klimafreundlich, leistungsstark und bezahlbar sein. Ein elementarer Baustein dafür ist das im Fahrzeug verbaute Ladegerät. Aktuelle Modelle stoßen bei Effizienz, Baugröße und Zuverlässigkeit zunehmend an ihre Grenzen. Genau hier setzt das EU-geförderte Projekt HiPower 5.0 an. Das Fraunhofer IZM übernimmt dabei eine zentrale Rolle. Um die Klimaziele der Europäischen Union zu erreichen, ist die Mobilität eine wichtige Stellschraube: Der Verkehrssektor verursacht 28% der Treibhausgasemissionen in der EU, davon entfallen 80% auf den Straßenverkehr. Elektrofahrzeuge können hier einen großen Beitrag leisten. Das in ihnen verbaute Ladegerät, der sogenannte Onboard-Charger (OBC), wandelt Strom aus dem Netz in batterietaugliche Energie um. Mit steigenden Ladeleistungen steigen jedoch auch die Anforderungen an Effizienz,…
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Der Weg zum geschlossenen Kunststoffkreislauf:
Das europäische Forschungsprojekt INCREACE setzt einen Meilenstein für die Kreislaufwirtschaft: Ein Verbund aus Universitäten, Forschungsinstituten und Industriepartnern hat ein umfassendes Grundlagenwerk sowie ein neues Bewertungstool vorgestellt, die den Einsatz von recycelten Kunststoffen in Elektronikprodukten deutlich voranbringen sollen. Mit »Developing Recyclable Electronic Devices: A playbook for design for & from recycling« präsentieren Theresa Aigner (Fraunhofer IZM) und Thijs Feenstra (PEZY Group) ein Buch, das die Realität zirkulärer Produktgestaltung offenlegt – und konkrete Wege aufzeigt, wie Design, Materialentwicklung und Recycling enger zusammenrücken können. Die Publikation versteht sich als Playbook: eine Sammlung praxisnaher Empfehlungen, die zeigt, dass Rezyklierbarkeit nicht am Ende eines Produktlebens beginnt, sondern bei der ersten Designentscheidung. Ein Playbook für zirkuläre…
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Wenn Sekunden zählen: Nickel-Zink-Akkus sichern KI-Datacenter ab
Mit Unterstützung des Fraunhofer IZM entwickelte das Start-Up Zn2H2 eine neuartige, kostengünstige Methode zur Herstellung von Nickel-Zink-Akkumulatoren. Dieser Batterietyp kann vor allem da zum Einsatz kommen, wo in kurzer Zeit viel Strom gebraucht wird. Der anvisierte Markt: KI-Datacenter. Durch den breiten Einsatz von künstlicher Intelligenz entstehen aktuell immer größere Datacenter. Bei der Planung von Rechenzentren muss immer auch berücksichtigt werden, was passiert, wenn der Strom ausfällt. Zwischen dem Ausfall der regulären Stromversorgung und der Übernahme durch die Notstromgeneratoren überbrückt eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) die Zeit. Ist die USV jedoch nicht ausreichend dimensioniert oder versagen Komponenten, können zentrale Dienste, Sicherheitseinrichtungen und Backup-Funktionen ausfallen und wichtige Daten verloren gehen. Die USV wird…
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Mehr Transparenz für den Klimaschutz
Getrieben von ambitionierten Netto-Null-Zielen mit Zieljahr 2030 fordern führende IT-Unternehmen zunehmend Transparenz über produktbezogene CO₂-Emissionen entlang der gesamten Halbleiter-Lieferkette. Forschende vom Fraunhofer IZM erarbeiten für das SEMI Semiconductor Climate Consortium einen strategischen Fahrplan für den Product Carbon Footprint (PCF). Ziel ist eine praxisnahe Bewertung der Treibhausgasemissionen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von Halbleiterfertigung bis hin zu Rechenzentrumshardware. Die IT-Branche steht vor großen Herausforderungen beim Klimaschutz. Ein wesentlicher Teil der Treibhausgasemissionen entsteht in der aufwendigen Fertigung von Halbleitern, die in allen IT-Produkten verbaut sind. Ein neuer Report des SEMI Semiconductor Climate Consortium (SCC), erarbeitet unter maßgeblicher Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM, setzt genau hier an: Er schafft die…
