»Eine nachhaltigere Industrie ist nicht nur ökologisch sinnvoll und erforderlich, sie treibt auch die Technologieentwicklung in unserem Land entscheidend voran: bei ressourcenschonenden Produktionsverfahren genauso wie bei der Energieversorgung und Automatisierung industrieller Prozesse. Forschende des KIT arbeiten disziplinenübergreifend an entsprechenden Lösungen. Wir freuen uns sehr, auch in diesem Jahr einige davon in Hannover zu zeigen«, sagt Professor Oliver Kraft, Vizepräsident Forschung, in Vertretung des Präsidenten des KIT.

Das KIT im Future Hub

Im Future Hub (Halle 2, Stand B35) stellen das KIT und das FZI Forschungszentrum Informatik, ein Innovationspartner des KIT, ihre Projekte an einem gemeinsamen Stand vor. Hier ist insbesondere ‚AgiProbot‘ zu nennen. Ziel des Projekts AgiProbot ist es, dass sich Fabriken autonom an ständig neue Bedingungen anpassen können. Dabei stellt das Remanufacturing einen idealen Anwendungsfall dar: Gebrauchte Produkte werden durch Demontage, Aufarbeitung und Remontage auf den Qualitätsstandard von neuen Produkten gebracht, sodass sie sich wiederverwenden lassen. Damit trägt Remanufacturing zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft bei.

Wie die Roboter in AgiProbot lernen, demonstriert das KIT anhand von zwei Aufgaben: Inspektion gebrauchter Produkte und Erfassung von Demontageprozessen.

• Bei der Befundung wird bewertet, ob sich ein gebrauchtes Produkt aufarbeiten und wiederverwenden lässt. In AgiProbot wird an einer Befundungsstation das sonst von Menschen vorgenommene anfängliche Überprüfen gebrauchter Produkte automatisiert. Dazu nutzt die Station Verfahren der optischen Messtechnik wie ein robotergeführtes Kamerasystem und Methoden der Künstlichen Intelligenz. So kann die Station lernen, Zustand und Mängel selbstständig festzustellen.
• Eine eigens aufgebaute Station dient dazu, den Menschen bei einer manuellen Demontage zu beobachten. Mit der eingesetzten Sensorik lassen sich Augen- und Blickbewegung sowie menschliche Haltung, Arm- und Handbewegungen in Kombination mit benutzten Werkzeugen und Produktkomponenten sowie einzelne Objekte auf der Arbeitsmatte erfassen. Diese Daten dienen als Eingabe für das Programmieren eines Roboters durch Vormachen. Ziel ist eine automatisierte Demontage.

Ein weiteres Forschungsprojekt ist ‚Anymos‘. Ob Navigationssysteme oder Ticketkäufe per Smartphone – Dienste für vernetzte Mobilität erfordern Daten. Wie lässt sich erreichen, dass die Daten so verwendet werden, dass sie ihren Zweck erfüllen, aber keine Rückschlüsse auf Individuen zulassen? Mit dieser Frage befasst sich der Kompetenzcluster ‚Anonymisierung für vernetzte Mobilitätssysteme‘ (Anymos), den das KIT und das FZI Forschungszentrum Informatik gemeinsam vorstellen. Die Forschenden untersuchen, welche Anforderungen an Methoden der Anonymisierung zu stellen sind und ermitteln die Umstände, unter denen aus anonymisierten Daten wieder individuelle Daten werden könnten. Daraus sollen konkrete Anwendungen entstehen, beispielsweise Ticketsysteme, die eine zurückgelegte Strecke genau abrechnen, ohne zu verraten, welche Strecke die Person gefahren ist.

Am Stand im Future Hub ist zudem die Technologiebörse des KIT mit 40 weiteren Angeboten vertreten. Sie zeigt Innovationen des KIT, aus denen marktfähige Produkte und Verfahren entstehen können.

Das KIT bei den Energy Solutions

Bei den Energy Solutions (Halle 13, Stand C76) geht es um Energiespeicher, denen beim nachhaltigen Umbau des Energiesystems und beim Ausbau erneuerbarer Energien eine entscheidende Bedeutung zukommt. Das KIT zeigt Entwicklungen für verschiedene Anwendungen, für die Strom- und Wärmeversorgung sowie für die Industrie.

• Mit thermischen Energiespeichern lässt sich Energie für industrielle Hochtemperaturprozesse, beispielsweise in der Chemieindustrie oder bei der Metallverarbeitung, direkt in Form von Wärme angebots- und bedarfsorientiert speichern. Flüssigmetalle ermöglichen das Speichern von Wärme in einem sehr hohen Temperaturbereich. Sie werden mit Keramikkügelchen kombiniert, die eine hohe Speicherdichte und Langzeitspeicherfähigkeit aufweisen. Eine Pilotanlage soll den Betrieb eines flüssigmetallbasierten Wärmespeichers demonstrieren.
• Die Energiewende mit dem Ausbau erneuerbarer Energien erfordert große Speicherkapazitäten. Im Projekt BiFlow entsteht ein Hybridspeichersystem, das die spezifischen Vorteile der Lithium-Ionen-Batterie und der Redox-Flow-Batterie miteinander verbindet. Überdies dienen die Elektrolyttanks der Redox-Flow-Batterie als Wärmespeicher, was den Gesamtwirkungsgrad der Anlage erhöht. So eröffnen sich neue Möglichkeiten für eine kosten- und platzeffiziente Strom-Wärme-Kopplung.
• Das aus dem KIT ausgegründete Start-up Litona entwickelt Energiespeichermaterialien für Natrium-Ionen-Akkuzellen. Weil sie sich mit günstigen und gut verfügbaren Rohstoffen herstellen lassen, könnten natriumbasierte Akkus künftig dazu beitragen, die Kosten von Batterien zu senken sowie die Abhängigkeit Europas von Rohstoffimporten zu reduzieren. Litona befasst sich derzeit vor allem mit den Preußisch-Weiß-Analoga. Diese Speichermaterialien sind besonders für die stationäre Energiespeicherung und für Anwendungen im Automobilbereich interessant. Zum Video: Batteriematerial für die Natrium-Ionen-Revolution
• Wasserstoff (H2) eignet sich als sauberer, effizienter und zuverlässiger Energieträger für viele Anwendungen. Das KIT hat in der Forschung zur H2-Sicherheit mehr als 30 Jahre Erfahrung. Mit dem Wasserstoff-Versuchszentrum HYKA verfügt es über weltweit einzigartige Infrastrukturen für Experimente zu unterschiedlichen Freisetzungs- und Verbrennungsszenarien. Mit dem PET-Rohr untersuchen Forschende turbulente Verbrennungsvorgänge in Wasserstoff-Luft-Gemischen in teilumschlossenen Geometrien, wie sie bei einem undichten H2-Speicher in realen Räumen mit Türen und Fenstern zu erwarten sind. Ergänzend zu den Experimenten entwickeln die Forschenden 3-D-Simulationsprogramme, mit denen sich Sicherheitssituationen gezielt überprüfen und verbessern lassen.