Referenzprojekte des Fraunhofer IST

Das Demonstrator-Gewächshaus des Fraunhofer IST stellt eine Forschungsplattform für moderne Anbaumethoden wie Hydroponik bereit, um Systeme und Komponenten mit Schicht- und Oberflächentechniklösungen zu entwickeln und unter realen Bedingungen zu erproben. Damit können aktuelle Herausforderungen in Bezug auf Produktqualität, Schädlingsbekämpfung und Ressourcenminimierung angegangen werden.

Das Projekt SERPIC entwickelte mit europäischen und südafrikanischen Partnern eine integrierte Technologie zur Reduzierung der Spurenschadstoffe und Krankheitserreger im Abfluss von Kläranlagen. Dazu wurden Membran-Nanofilter sowie elektrochemische Zellen mit Diamantelektroden verwendet. Es wurde eine Prototypanlage in Spanien aufgebaut. Die Abbauziele für ausgewählte Zielschadstoffe wurden zu 92 % erreicht.

Im Graduiertenkolleg »RNApp« entwickeln Universitäten, Kliniken und Fraunhofer-Institute in insgesamt 12 Promotionsvorhaben wegweisende Innovationen in der Grundlagenforschung von RNA-basierten Therapeutika einschließlich smarter Primärpackmittel und erschließen deren Translation in die klinische Praxis. Zu den Herausforderungen therapeutischer RNA-Varianten gehören die Herstellung, Formulierung und Lagerstabilität sowie der Transport zu ihren Wirkorten im Körper.

In den 16 afrikanischen Sub-Sahara-Ländern haben 40 Prozent der Bevölkerung keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Das Ziel des SafeWaterAfrica-Projektes war es, autonome und dezentrale »Made in Africa« Trinkwasseraufbereitungsanlagen für ländliche Gebiete zu erforschen und zu entwickeln. Das Trinkwasseraufbereitungssystem beinhaltet die IST-Technologie der elektrochemischen Oxidation, basierend auf diamantbeschichteten Elektroden. Sie ermöglichen eine sehr energieeffiziente Beseitigung der Keime.

Die Partner im Projekt »Accellerating digital transformation in Europe by Intelligent NETwork automation – Automation of Network edge Infrastructure & Applications with aRtificiAl intelligence (AI-NET-ANIARA)« haben sich zum Ziel gesetzt, auf Basis konkreter Anwendungsszenarien aus dem Gebiet Sensoren und Fertigung, Lösungen für einen automatisierten, intelligenten und standortübergreifenden Datenaustausch zu entwickeln.

Festkörperbatterien sind ein aussichtsreiches Konzept zur Weiterentwicklung konventioneller Lithium-Ionen-Batterien. Durch den Einsatz von Festelektrolyten anstelle von Flüssigelektrolyten besteht das Potenzial, dass Festkörperbatterien langfristig höhere Speicherkapazitäten, kürzere Ladezeiten und mehr Sicherheit bieten können. Der Kompetenzcluster FestBatt arbeitet interdisziplinär an der Herstellung, Optimierung, Verarbeitung und Hochskalierung von Materialien für die Batterien der Zukunft.

Die Transformation zur Elektromobilität gilt als wichtiger Baustein zum Erreichen einer klimaneutralen Mobilität bis spätestens 2050. Für Elektrofahrzeuge ist die Karosserie nach der Batterie der größte Faktor für CO2-Emissionen. Das Konsortium des Leitprojektes »FutureCarProduction« entwickelt daher ganzheitliche Lösungsansätze für die Bewertung neuer Karosseriekonzepte der Automobilindustrie.

PEM-Brennstoffzellen haben großes Potenzial zur Reduktion von Treibhausgasemissionen, werden aber durch die unwirtschaftliche Massenproduktion eingeschränkt. Im Projekt »Entwicklung von Fertigungsprozessfolgen für beschichtete metallische Bipolarplatten für Brennstoffzellen höchster Qualität und Energieeffizienz« arbeitet das Fraunhofer IST gemeinsam mit den Fraunhofer-Instituten IWU und IWS an der Verbesserung der Eigenschaften, an der Erhöhung der Lebensdauer sowie an der Entwicklung und Erprobung neuer Herstellungsmethoden metallischer Biploarplatten. Dabei werden zwei Beschichtungsansätze und Umformverfahren kombiniert.

Eine flächendeckende medizinische Versorgung stellt vor allem in ländlichen Regionen Afrikas eine große Herausforderung dar. Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST entwickelt daher gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und der Universität Stellenbosch in Südafrika eine mobile Versorgungsplattform, mit der selbst entlegenste Gebiete erreicht werden können.

Papierbasierte Konstruktionsmaterialien sind in Form von Verpackungsmitteln ein fester Bestandteil unseres alltäglichen Lebens. Um Papier für diese und neuartige Anwendungsgebiete nutzbar zu machen, muss die Ausstattung des Werkstoffes mit hydrophoben und antimikrobiellen Eigenschaften verbessert werden. Im Gegensatz zu aktuell eingesetzten Prozessen für die Modifikation der Papiereigenschaften soll im Produktionsprozess die Plasmapolymerisation zum Einsatz kommen. Im Rahmen des Projekts BioPlas4Paper wurde ein neuartiges Plasma­quellenkonzept entwickelt, mit dem unter Atmosphärendruck eine reproduzierbare Prozessumgebung geschaffen werden kann, die die Einflüsse der Umgebungsluft auf ein Minimum reduziert und so homogene, reproduzierbare Beschichtungs­ergebnisse erreicht.