Pilot projects of the Sustainability Center have started

Since February, the first six projects have been launched at the Sustainability Center. With financial support of the Ministry of Finances and Economy, the Ministry of Science and Culture of Baden-Württemberg and the Fraunhofer-Gesellschaft, the Freiburg research fellows can now begin contributing to shape our society more sustainably.

Die Projekte tragen Namen wie „MulDiScan“, „HyCO2“ oder auch „SusLight“. Sie wurden vom Leistungszentrum Nachhaltigkeit im Rahmen eines internen Exzellenz-Wettbewerbs aus insgesamt 14 Projektideen ausgewählt. Die Bewertung der Projekte übernahmen dabei renommierte externe Fachleute. In den nächsten drei Jahren werden in den sechs Projektteams jeweils Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und von den fünf Freiburger Fraunhofer-Instituten gemeinsam an interdisziplinären Fragestellungen aller Art arbeiten. In den meisten der Projekte gibt es zudem bereits jetzt ein großes Interesse von Seiten verschiedener Unternehmen, welche die Ergebnisse gerne künftig nutzen möchten.

Im Folgenden möchten wir Ihnen die sechs Pilotprojekte jeweils kurz vorstellen. Ausführlichere Informationen zu jedem Projekten werden Sie in Kürze auf der Homepage des Leistungszentrums finden.

Bio-inspirierte selbstreparierende Werkstoffe für eine nachhaltige Entwicklung

Im Pilotprojekt „Bio-inspirierte selbstreparierende Werkstoffe für eine nachhaltige Entwicklung“ geht es um die Untersuchung von Selbstreparaturprozessen bei ausgewählten Pflanzenarten. Deren zugrundeliegenden Funktionsprinzipien sollen herausgearbeitet werden. Im Anschluss daran ist es geplant, die Funktionsmechanismen in numerische Modelle zu implementieren, sie zu formulieren und systematisch zu untersuchen. Auf diese Weise können in dem Pilotprojekt Übertragungskonzepte zwischen natürlichen und technischen Lösungsstrategien identifiziert werden. Ziel ist es, eine Bewertung des Potentials bio-inspirierter selbstreparierender Werkstoffe als nachhaltige Materialien vornehmen zu können.

Verbesserte Leichtbaumaterialien durch Modifikation des Faser-Matrix-Interfaces zur Steigerung der Festigkeit

Glas- oder kohlefaserfaserverstärkte Kunststoffe besitzen durch ihr niedriges spezifisches Gewicht bei gleichzeitig hoher Steifigkeit und Festigkeit viele Vorteile für den Leichtbau als nachhaltige Materialien. Problematisch ist jedoch oft die Anbindung zwischen Fasern und Matrix. Das Ziel des Pilotprojekts „Verbesserte Leichtbaumaterialien durch Modifikation des Faser-Matrix-Interfaces zur Steigerung der Festigkeit“ ist deshalb die Verbesserung der Eigenschaften faserverstärkter Kunststoffe durch gezielte Modifikation der Interfaces zwischen Faser und Matrix. Die dabei angewandten Oberflächenreaktionen sind für verschiedene Faser-Matrix-Systeme gleichermaßen anwendbar. Damit wird eine baukastenartige Gestaltung des aus Fasern und Matrix bestehenden Verbundwerkstoffs möglich. 

Nutzung von Lignin als Ausgangsmaterial für einen biologisch basierten Kunststoff: Ein integrierter Ansatz zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften unter Einbeziehung des Produktionsprozesses.

Im Pilotprojekt „Nutzung von Lignin als Ausgangsmaterial für einen biologisch basierten Kunststoff“ wird ein bio-basierter Kunststoff entwickelt und für die Anwendung im 3D-Druckprozess optimiert. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der Untersuchung der vollständigen Prozesskette, beginnend bei der chemischen Synthese des Werkstoffes, über die Produktion einer Struktur durch 3D-Druck und der Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften bis hin zur Analyse der Recyclingfähigkeit. So kann festgestellt werden, welches Potential derartige natürliche Werkstoffe haben, um als nachhaltige Materialien künftig vielfach Verwendung zu finden.

SusLight: Sustainable LED Lighting - Technologische Herausforderungen, Marktzugangshürden und politische Akzeptanz

Das Pilotprojekt SusLight konzentriert sich im Forschungsschwerpunkt Energy Systems auf die Herausforderung der tatsächlichen Nutzung des Energieeinsparpotentials, welches sich aus einem weit verbreiteten Einsatz von LED-Beleuchtung ergibt. Dieses beträgt im Vergleich zu klassischen Leuchtmitteln bis zu 85%. SusLight entwickelt zum einen technische Maßnahmen zur weiteren Verbesserung der Effizienz von LED-Lampen, etwa durch die Entwicklung stromsparender Regelelektronik und von Sensorik zur bedarfsgerechten Lichterzeugung. Zum anderen werden wirtschafts- und verhaltenswissenschaftliche Aspekte untersucht, um Wege zu finden, wie Akzeptanz und Marktdurchdringung der LED-Technologie erhöht werden können.

Das HyCO2-Netzwerk: Die Hydrogenierung von CO2 zu Flüssigkraftstoffen als Basistechnologie für die Chemische Speicherung fluktuierender Erneuerbarer Energien

Wind- und Sonnenenergie helfen dabei, eine nachhaltige Energieversorgung zu sichern. Ihre Verfügbarkeit ist jedoch starken Schwankungen unterworfen. Deshalb werden vermehrt Energiespeicher benötigt. Dazu wird heute die Wasserstoffherstellung mittels Wasserelektrolyse bevorzugt. Wasserstoff lässt sich jedoch nicht leicht in großem Maßstab speichern. Um das zu ändern, wird im Pilotprojekt HyCO2 an Wegen geforscht, wie der Elektrolyse-Wasserstoff mit Kohlendioxid zusammen in leicht speicherbare flüssige Energieträger umgewandelt werden kann. Damit fügt sich das Projekt direkt in den Forschungsschwerpunkt Energy Systems ein. Ziel ist es, gleichzeitig CO2-Emissionen stark reduzieren und die Versorgungssicherheit der Gesellschaft mit nachhaltiger Energie erhöhen zu können

MulDiScan: Multi-Dimensionale Erfassung von Umweltdaten zur Abschätzung von Geo-Risiken und als Grundlage für die nachhaltige Nutzung komplexer Lebensräume

Das Pilotprojekt MulDiScan adressiert den Forschungsschwerpunkt Resilience Engineering des Leistungszentrums Nachhaltigkeit. Das Projekt treibt technologische Neuentwicklungen im Sensorbereich voran, um die Resilienz natürlicher Systeme bei unterschiedlichen Nutzungen gegenüber verschiedenen Risiken zu modellieren. Damit soll eine bessere Risikoabschätzung erreicht werden, um Maßnahmen zur Gefahrenvermeidung oder -minimierung zur verbessern. Darüber hinaus soll bei Eintritt von Naturkatastrophen mit der hier vorgesehen Technologieentwicklung das Katastrophenmanagement umfangreich unterstützt werden.

Diesen sechs Pilotprojekten werden Anfang April sechs weitere folgen. Dafür haben sich bereits 15 Konsortien aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern von Universität Freiburg und der Freiburger Fraunhofer-Institute beworben. Ihre Projektskizzen werden aktuell von extern Fachleuten bewertet. Anschließend erfolgt die Projektauswahl. Mehr Informationen dazu finden Sie ab April auf dieser Seite.