Nachhaltige Lösungen für Mobilität, Energie und Industrie

Hannover Messe 2023:

Automatisiertes Fahren im ÖPNV, optische Filter aus dem Tintenstrahldrucker und ein intelligent vernetztes Experimentierfeld für die Energiesysteme der Zukunft:

Diese und weitere Innovationen stellt das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) auf der Hannover Messe vom 17. bis 21. April 2023 vor. Exponate und Präsentationen zeigt das KIT insbesondere an den beiden Hauptständen im „Future Hub“ (Halle 2, Stand B45) und bei den „Energy Solutions“ (Halle 13, Stand C70).

Aktuelle Projekte aus der Mobilitätsforschung sind auch am Stand von Baden-Württemberg International (Halle 12, Stand D15) zu sehen und in der Startup Area (Halle 17, Stand A62) ist das KIT mit zehn Ausgründungen vertreten.

„In einer Zeit der Krisen sind Innovationen dringender gefragt denn je“, erklärt der Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka. „Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT stellen sich dieser Herausforderung. Sie übernehmen Verantwortung und leisten maßgebliche Beiträge zu ressourcen- und klimaschonender Energieversorgung, Mobilität, Industrie und Digitalisierung.“ Dass das KIT mit seiner interdisziplinären Forschung für die Aufgaben der Gegenwart und Zukunft ausgezeichnet aufgestellt ist, zeigen die auf der Hannover Messe 2023 präsentierten Konzepte und Projekte.

Das KIT im „Future Hub“ (Halle 2, Stand B45)

Im Future Hub stellen das KIT und das FZI Forschungszentrum Informatik, ein Innovationspartner des KIT, ihre Projekte an einem gemeinsamen Stand vor.

TEMPUS: Automatisiertes Fahren im ÖPNV

Im Projekt TEMPUS entwickeln Forschende des KIT und ihre Partner ein elektrisch und automatisiert fahrendes Bus-System für den Linienverkehr in München: Beim Platooning folgen ein oder mehrere Fahrzeuge – die über eine „elektronische Deichsel“ miteinander vernetzt sind – in engem Abstand automatisiert dem Führungsfahrzeug. So können Busse je nach Bedarf zu einer Einheit verbunden oder wieder geteilt werden. Platooning ist somit ökonomisch und ökologisch attraktiv, da es schwankende Passagierzahlen abfängt und einen weiteren Meilenstein hin zum vollautomatisierten Fahren darstellt.

IJPOFs: Optische Filter aus dem Tintenstrahldrucker

Ob maschinelles Sehen, AR- und VR-Technologien, autonomes Fahren, medizinische Inspektion oder Lasermaterialbearbeitung: Viele Anwendungen erfordern optische Filter, die einen bestimmten Teil des Spektrums blockieren oder verstärken. Inkjet Printed Optical Filters (IJPOFs) können die Herstellungskosten senken und die Flexibilität bei der Anpassung erhöhen: Der Tintenstrahldruck vereinfacht die Fertigung an den gewünschten Stellen, in den gewünschten Größen und mit verschiedenen Eigenschaften.
Video „Optische Filter aus dem Tintenstrahldrucker – kostengünstig und anpassbar“: https://youtu.be/RrBqqIrqc3E

SDMBot: Softwarebasierte Prozessbefähigung für Industrieroboter

Für die softwareseitige Befähigung von Robotern in der Industrie sind Simulationstools erforderlich, die den Fertigungsprozess in einer virtuellen Umgebung modellieren. Dies umfasst Roboter, Werkzeuge und Materialien. Für die vorgestellten offenen Softwaretools wurden Robotersimulationen um Prozessmodelle wie Fräsen, Schweißen und Lackieren erweitert. Die Simulation ermöglicht, Probleme und Schwachstellen vorab zu beheben und verbessert damit die Qualität des finalen Prozesses.

FLOOW: Neue Mobilitätslösungen mit KI

Künstliche Intelligenz (KI) schafft energieeffiziente und sicherheitsbewusste neue Lösungen für die Mobilität von Menschen und Gütern. Dies betrifft vor allem die robuste und präzise Lokalisierung der Mobilitätssysteme, die generalisierte Umfelderkennung sowie die Manöverplanung auf spezialisierter Hardware. Das Projekt FLOOW stellen das KIT und das FZI Forschungszentrum Informatik, ein Innovationspartner des KIT, gemeinsam vor. Projektpartner sind die Münchner Navigationsspezialisten ANAVS und der Automobilzulieferer SCHAEFFLER.

Research to Business – Technologieangebote des KIT

Am Stand im Future Hub ist zudem die Technologiebörse des KIT mit weiteren 42 Angeboten vertreten. Sie zeigt Innovationen des KIT, aus denen marktfähige Produkte und Verfahren entstehen können.

Das KIT bei den „Energy Solutions“ (Halle 13, Stand C70)

Energy Lab 2.0: Experimentierfeld für Energiesysteme der Zukunft

Europas größte Forschungsinfrastruktur für erneuerbare Energien widmet sich der intelligenten Vernetzung verschiedener umweltfreundlicher Möglichkeiten, Energie zu erschließen, zu speichern und bereitzustellen. Bei der Hannover Messe 2023 informieren die Forschenden besonders über die drei folgenden Themen.
Video „Das Energy Lab 2.0 – Forschung für die Energiewende“: https://www.youtube.com/watch?v=-PlNMDSDv-U&list=PLk9Jc1t-Cx0VgRdoq1E2ZbpbRV…

Echtzeitsystemintegration: Energiesystem – Netze – Simulation

Die Kopplung der unterschiedlichen Energiesektoren und die Fluktuation der Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen stellen Steuerung und Regelung vor enorme Herausforderungen. Um diese Steuerungs- und Überwachungsaufgaben möglichst realitätsnah zu simulieren, wurde im Energy Lab 2.0 das Smart Energy System Simulation and Control Center (SEnSSiCC) aufgebaut. In diesem laufen alle Informationen aus dem Anlagenverbund und von vielen Partnern zusammen. Messströme werden gespeichert, kontrolliert, analysiert und visualisiert. So wird die reale Energiewelt – wie im angrenzenden Photovoltaik-Feld und den zugehörigen Großbatteriespeichern – mit der virtuellen Energiewelt verknüpft.

Power-to-X: E-Fuels und Methanisierungsverfahren

Die Energiewende erfordert die Kopplung von erneuerbarem Strom mit anderen Energiesektoren. Bei chemischen Energieträgern, wie Kraft- und Brennstoffen, ist dies über Power-to-X-Ansätze (P2X) möglich: Ausgehend von Wasserstoff und CO2 werden synthetische chemische Energieträger hergestellt. Wird der Wasserstoff über Elektrolyseverfahren mit grünem Strom produziert und das CO2 aus einer nicht-fossilen Quelle gewonnen, sind die P2X-Produkte nahezu CO2-neutral. Das Energy Lab 2.0 verfügt über einen Anlagenverbund für P2X. So werden im Power-to-Liquid-Container Kraftstoffe hergestellt, sogenannte E-Fuels. In Power-to-Gas-Anlagen wird klimaneutrales Methan erzeugt, beispielsweise zur späteren Stromgewinnung in einer Gasturbine. Dazu befassen sich die Forschenden mit verschiedenen Verfahren wie Dreiphasen-Methanisierung, Waben-Methanisierung und Methanisierung im Mikroreaktor.
Video „Power-to-X“: https://www.youtube.com/watch?v=KOawGXRRJFY&list=PLk9Jc1t-Cx0VgRdoq1E2ZbpbRV…

DeepStor: Geothermische Wärme ganzjährig gewinnen und speichern

Der Campus Nord des KIT liegt im geothermisch bedeutenden Oberrheingraben. Damit bietet der Standort enormes Potenzial für eine nachhaltige Wärmeversorgung. Im Projekt DeepStor testen Forschende einen Hochtemperatur-Wärmespeicher, der im Sommer befüllt und im Winter entladen wird. Die Infrastruktur ermöglicht sowohl Experimente zum Be- und Entladen des Tiefenspeichers als auch die Untersuchung der damit verbundenen thermischen, hydraulischen, chemischen und mechanischen Prozesse im Thermalwasserkreislauf. Wenn die Machbarkeit gezeigt werden konnte, soll ein Hochtemperatur-Wärmespeicher zu Forschungszwecken in das bestehende Wärmenetz des Campus Nord integriert werden.

Research to Business – Technologieangebote des KIT

Die Technologiebörse des KIT ist am Stand bei den Energy Solutions mit weiteren 30 Angeboten vertreten. Sie zeigt Innovationen des KIT, aus denen marktfähige Produkte und Verfahren entstehen können.

Das KIT an weiteren Themenständen

Weitere Projekte stellen das KIT und seine Partner am Stand von Baden-Württemberg International (Halle 12, Stand D15) vor.

Der InnovationsCampus Mobilität der Zukunft (ICM) des KIT und der Universität Stuttgart gibt Einblicke in die Spitzenforschung für eine nachhaltige und digitalisierte Produktion und Mobilität. Am Demonstrator DeVee, einem Elektro-Leichtfahrzeug, präsentieren die Forschenden verschiedene Teilsysteme für ein Fahrzeugkonzept der Zukunft, das für die Besucherinnen und Besucher sowohl real als auch immersiv als virtueller Zwilling erlebbar ist. Wie sich Magnetfelder in einem komplexen Elektromotor verhalten, zeigt zudem die Live-Visualisierung einer Transversalflussmaschine.

In CELEST befasst sich das KIT zusammen mit der Universität Ulm und dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) mit der elektrochemischen Energiespeicherung, von der Grundlagenforschung bis zur technischen Anwendung. Auf der Hannover Messe 2023 präsentieren die Forschenden neue Batteriematerialien in elementarer Form, verschiedene Zelltypen sowie einen Scara-Roboter zum Stapeln von Pouch-Zellen inklusive Elektrodenmagazin und Greifer.

INERATEC, eine Ausgründung aus dem KIT, ist ein Pionier auf dem Gebiet der Power-to-Liquid-Anwendungen. Das Unternehmen liefert nachhaltige Kraftstoffe sowie chemische Produkte. In modularen chemischen Anlagen werden mit Wasserstoff aus erneuerbarem Strom und Treibhausgasen wie CO2 E-Kerosin, CO2-neutrales Benzin, sauberer Diesel oder synthetische Wachse, Methanol oder SNG hergestellt. Übergeordnetes Ziel ist, Mobilität und chemische Industrie zu defossilisieren und das Klima zu schützen.

Am Stand des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (Halle 2, Stand A22) informiert das wbk – Institut für Produktionstechnik des KIT über seine Arbeit im Kompetenzzentrum KARL [LINK: https://kompetenzzentrum-karl.de/]. Darin untersucht das wbk, wie sich auf Künstlicher Intelligenz basierende Assistenzsysteme für Beschäftigte in der Produktion auf deren Arbeit auswirken. So erkennt beispielsweise das Kinemic Band Wearable über eine integrierte KI Schraubvorgänge anhand charakteristischer Vibrationen am Handgelenk. Das Band unterstützt die Mitarbeitenden und sichert damit zugleich Produktionsprozesse ab. Die Technologie lässt sich auf weitere Werkzeuge oder Arbeitsschritte übertragen.

Ausgründungen aus dem KIT stellen sich in der Startup Area (Halle 17, Stand A62) vor. 2023 sind gleich zehn Start-ups des KIT vertreten, die von der KIT-Gründerschmiede unterstützt werden. Das Themenspektrum reicht von antibakteriellen Oberflächen für Implantate und ein modulares Transportsystem über innovative und robuste KI-Lösungen bis zu Sensoren für Smart Homes und Wasserstofftechnologien. An jedem Messetag präsentieren sich jeweils zwei Start-ups: EFFECT und Nanoshape GmbH (17.04.), Formic und RevoAI GmbH (18.04.), Aimino GmbH und Respeak GmbH (19.04.), Prenode GmbH und SemorAI GmbH (20.04.) sowie Inventife und Revyve (21.04.). (or)

Das KIT im Konferenzprogramm

Tech Transfer Conference Stage (Halle 2, Stand A60)

Montag, 17.04.2023, 11:25 Uhr: Softwaredefinierte Prozessplanung für die robotische Fertigung der Zukunft
Alexander Puchta, wbk Institut für Produktionstechnik des KIT

Dienstag, 18.04.2023, 09:55 Uhr: Machine Learning für KMU aus der Produktionstechnik: Praxisnahes Deployment von ML-Modellen
Imanuel Heider, wbk Institut für Produktionstechnik des KIT

Mittwoch, 19.04.2023, 09:30 Uhr: Aquiferspeichern für eine nachhaltige Wärme- und Kälteversorgung in Deutschland
Professor Philipp Blum, Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT

Donnerstag, 20. April 2023, 13:30 Uhr: Panel: KI2Business – Paradies oder Irrweg?
Neben der Diskussion über Chancen und Einsatzmöglichkeiten der KI im industriellen Bereich geht es auch um Gefahren, die eine KI birgt. Dabei werden auch Möglichkeiten aufgezeigt, wie Unternehmen sich vor Schäden durch Desinformation schützen können. Das Panel ist eine gemeinsame Veranstaltung von KIT und FZI, Teilnehmende: Professor Jürgen Fleischer, Professor Michael Decker (beide KIT), Dr. Arne Rönnau und Dr. Jonas Fegert (beide FZI). Moderation: Dr. Stefan Schwab (FZI).

Weitere Informationen:

Forschungsmagazin lookKIT: Nachhaltige Technologien für den Menschen
https://www.sts.kit.edu/archiv-lookkit_7122.php

Die innovativen und vernetzen Technologien, die das KIT bei der Hannover Messe 2023 vorstellt, stehen auch im Mittelpunkt der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins lookKIT. Unter dem Titel „Energieeffizient und Autonom: Nachhaltige Technologien für den Menschen“ bietet es in abwechslungsreichen Interviews und Beiträgen weiterführend Informationen.

Die Verwendung der Bilder ist ausschließlich in dem oben genannten Zusammenhang gestattet.

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 300 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: https://www.kit.edu/kit/presseinformationen.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Margarete Lehné, stellv. Pressesprecherin, Tel.: +49 721 608-41157, E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

Originalpublikation:

https://www.kit.edu/kit/pi_2023_014_hannover-messe-2023-nachhaltige-losungen-fur…

Weitere Informationen:

Forschungsmagazin lookKIT: Nachhaltige Technologien für den Menschen: https://www.sts.kit.edu/archiv-lookkit_7122.php

Digitale Pressemappe des KIT zur Hannover Messe 2023: https://www.kit.edu/hannovermesse2023

Hannover Messe 2023: https://www.hannovermesse.de

Diese Presseinformation finden Sie mit Fotos und Videos unter: https://www.kit.edu/kit/pi_2023_014_hannover-messe-2023-nachhaltige-losungen-fur…

Informationen zu den Ständen und Exponaten des KIT finden Sie auch in der digitalen Pressemappe des KIT zur Hannover Messe 2023: https://www.kit.edu/hannovermesse2023