Unsere Projekte: Zukunftsforschung für Herzensthemen

Grüner Wasserstoff gilt als wichtiger Baustein für die Energiewende und den Übergang zu einer CO₂-neutralen Industrie. Viele Länder können jedoch nur begrenzt oder zu hohen Kosten eigenen Wasserstoff produzieren und sind daher auf Importe angewiesen. Eine Möglichkeit, Wasserstoff zu speichern und zu transportieren, ist die Umwandlung in Ammoniak (NH₃). Allerdings ist Ammoniak giftig und stellt bei Schiffstransporten eine Gefahr für die Meeresumwelt dar. Zudem wird bei der Nutzung von Wasserstoff, etwa zur Energieerzeugung oder als Treibstoff, viel Wasser benötigt.

Weltweit ist Beton der meistverwendete Werkstoff. Bei der Zementherstellung entsteht allerdings klimaschädliches Kohlendioxid (ca. 700 kg CO2 je Tonne Zement) und geeigneter Bausand als Ausgangsrohstoff wird immer knapper. In manchen Regionen der Welt bilden sich bereits mafiöse Strukturen, die Sand illegal von Küstenlinien und aus Flussbetten rauben. Der Ressourcenverbrauch an Sand und Kies, welcher für die Herstellung von Beton benötigt wird, beträgt jährlich rund 40 Milliarden Tonnen. Bildlich dargestellt könnte aus dieser Menge Sand eine Mauer mit einer Breite und Höhe von 27 Metern um den Äquator gebaut werden.

Bei Bestellungen aus Onlineshops keine Seltenheit: ein Produkt, versendet in einem riesigen Karton mit jeder Menge Polstermaterial. Der immer weiter steigende Onlinehandel geht einher mit immer mehr Verpackungsmüll. Beim Transport der Pakete geht wertvoller Platz in Zustellfahrzeugen durch übermäßig große Kartons verloren. Daher braucht es Lösungen für einen nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Versand von Paketen.

Das Internet ist das Kommunikationsnetzwerk unserer Welt. Eine stabile Anbindung ans Internet ist Voraussetzung, dass Firmen, Krankenhäuser oder öffentliche Verwaltungen funktionieren. Doch weltweit haben 4 Milliarden Menschen noch keinen Zugang zum Internet. Sie sind offline und von der digitalen Teilhabe ausgeschlossen.

Die Smartpump ist ein Mini-Labor »to go«: Sie passt sowohl in ein Mobiltelefon, als auch in einen Jackensaum, kann mit einem Pflaster an der Haut fixiert und sogar in den menschlichen Körper iplantiert werden. Sie misst in Kombination mit geeigneten Sensoren zum Beispiel Feinstaub, giftige Gase, Feuchtigkeit oder den Insulinspiegel. Außerdem kann sie als Mikropumpe kleinste Mengen an Gas oder Flüssigkeit genau dosieren. Überall dort, wo kleine mobile Analyse und Dosiermöglichkeiten einen Mehrwert bringen – etwa als Teil eines Frühwarnsystems oder für medizinische Anwendungen eröffnet die Smartpump neue Lösungen.

Sprachassistenten wie Alexa oder Siri vereinfachen den Alltag von Millionen Menschen. Wir navigieren per Spracheingabe, streamen unsere Lieblingssongs und lassen uns die aktuellen Nachrichten vorlesen. Die intelligenten Helfer sind in vielen Bereichen längst nicht mehr weg zu denken. Zunehmend jedoch stehen sie in der Kritik, weil sie »nebenbei« sensiblen Daten der Nutzer sammeln und weiterverarbeiten. Aus Datenschutzgründen verzichten viele Unternehmen und Organisationen daher auf den Einsatz von »fremder« Sprachassistenz-Software, obwohl die Technologie enormes Potential bieten würde.

Nach Katastrophen z. B. nach Erdbeben, Tsunamis oder Hurrikans müssen Hilfsgüter unter immensem Zeitdruck im Krisengebiet verteilt werden, um notleidende Menschen rechtzeitig zu erreichen. Hilfsorganisationen sind meist binnen weniger Stunden vor Ort. Sie treffen jedoch auf eine höchst unübersichtliche Lage: zerstörte Straßen und Siedlungen oder Menschen die auf der Flucht sind. Um das Ausmaß der Katastrophe, die Anzahl der Hilfsbedürftigen und mögliche Rettungswege einzuschätzen, nutzen Notfallkoordinator:innen derzeit Satellitenbilder. Bis diese jedoch von der betroffenen Region verfügbar und ausgewertet sind, vergeht wertvolle Zeit.

Krebserregende Holzschutzmittel rückstandslos und nachhaltig aus Gebäuden entfernen, wird erstmals mit der CycloPlasma-Technologie möglich. Insbesondere für den Erhalt historischer Gebäude schafft dieses Verfahren neue Perspektiven.

Eine autarke Energieversorgung, modulare Ausstattung und hohe Robustheit machen die mobile Versorgungsplattform »PreCare« zur einer anpassungsfähigen Lösung für die medizinischen Grundversorgung in abgelegenen Regionen Afrikas. Somit eignet sie sich nicht nur zur flächendeckenden Gesundheitsvorsorge, sondern auch zur Früherkennung von Epidemien und zum Einsatz im Katastrophenfall.

5G gilt als Nachfolger von 4G (LTE), dabei ist die fünfte Generation wesentlich mehr als nur ein neuer Mobilfunkstandard. Die extrem leistungsfähige Mobilfunktechnologie macht die viele Industrie 4.0-Anwendungen oder autonomes Fahren erst möglich. Fraunhofer-Institute sind maßgeblich an der Entwicklung der 5G-Technologien beteiligt. Die Förderung der Fraunhofer-Zukunftsstiftung unterstützte die Entwicklung dieser Innovation mit dem Aufbau eines Patentportfolios zum langfristigen Etablieren der Technologie.