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Beim Engineering geht es nicht nur darum, Probleme zu lösen – es geht darum Lösungen zu entwickeln, die unser Leben besser machen. Im Bereich Umweltschutz können Innovationen sogar helfen, die Welt zu retten.


Klimawandel, Ressourcenverknappung, Überbevölkerung, Umweltverschmutzung, Müllentsorgung, Wassermangel – das sind nur einige der Umweltprobleme, mit denen wir kämpfen. Aber es gibt Hoffnung.

Im Folgenden stellen wir Ihnen einige Innovationen und deren Entwickler vor, die den Weg für eine nachhaltigere Zukunft bereiten könnten.

1. Solarflugzeug Solar Impulse

Solar Impulse plane
Credit: Milko Vuille (CC BY-SA 4.0)

Ingenieure: Bertrand Piccard und André Borschberg

Nationalität: Schweizer

Technologie: Das Solarflugzeug Solar Impulse ist aus ultraleichten Werkstoffen gefertigt. In seine Tragflächen sind 17.000 Solarzellen integriert, die die vier Elektromotoren mit erneuerbarer Energie versorgen. Seine Lithium-Akkus mit hoher Energiedichte werden tagsüber aufgeladen, damit das Flugzeug auch nachts fliegen kann.

Ökologischer Nutzen: Mit dem Solar Impulse ist die erste Weltumrundung auf der Basis von Solarenergie gelungen (2015-16). Damit soll das Projekt inspirieren und mehr Bewusstsein für das große Potenzial von sauberen Technologien und erneuerbaren Energien schaffen.

Quelle: solarimpulse.com / eea.europa.eu

2. Recycling-Roboter Max-AI AQC

Max-AI AQC recycling robot
Credit: Max-AI AQC recycling robot

Ingenieure: Eugenio Garnica, Sadako/BHS (NRT)

Nationalität: Spanier/Amerikaner

Technologie: Max-AI kombiniert Computer Vision, GPU Deep Learning, KI-Funktionen auf der Basis von mehrschichtigen neuronalen Netzwerken und Robotik, um Objekte aus recycelbaren Materialien wie Kunststoffen zu erkennen und aus anderen Objekten auszusortieren. Das System ist lernfähig und für autonome Optimierung ausgelegt.

Ökologischer Nutzen: Max soll das Sortieren und Recyceln von Materialien beschleunigen und damit kosteneffizienter machen. Das große Ziel ist, den Anteil recycelter und wiederverwendeter Materialien zu erhöhen, damit wir der nächsten Generation eine sauberere und nachhaltigere Umwelt hinterlassen.

Quelle: max-ai.com / blogs.nvidia.com / sadako.es / linkedin.com

3. Wellenenergieanlage AQuarias

AQuarias Wave Energy System
Credit: AQuarias Wave Energy System - PHI Group

Ingenieur Robert Schuster

Nationalität: US-Amerikaner

Technologie AQuarias nutzt die „Kombination aus Gravitation und Auftrieb, die zwischen Luft und Wasser entsteht, um Energie zu erzeugen, die in elektrische Energie umgewandelt werden kann.“

Ökologischer Nutzen: AQuarias bietet eine Lösung für den wachsenden Bedarf an erneuerbaren Energien, ist kosteneffizient, liefert kohlenstofffreie Grundlastenergie, produziert ohne Verbrauchsstoffe und kann fast überall auf der Welt eingesetzt werden. Die Technik hat das Potenzial, kleine und größere Städte energetisch autark zu gestalten.

Quelle: phiglobal.com / aquarias-power.com

4. Meerwasserentsalzung mit Graphensiebe

Graphene sieve
Credit: Graphene sieve – University of Manchester

Ingenieure: Rahul Nair

Nationalität: Brite

Technologie: Meerwasser wird durch eine Membran aus Graphenoxid gespült, wobei das Salz aus der Flüssigkeit gefiltert wird. Seitenwände aus Epoxidharz verhindern, dass die Membran anschwillt, und sorgen dafür, dass die Poren stabil genug sind, um alle Partikel herauszufiltern.

Ökologischer Nutzen: Das Graphensieb ermöglicht die Gewinnung von Trinkwasser aus Meerwasser und könnte damit eine effiziente, leicht zugängliche und kostengünstige Lösung für die Wasserknappheit in der Welt darstellen.

Quelle: bbc.com / sciencealert.com / graphene.manchester.ac.uk

5. Solarbetriebene Straße Wattway

Wattway solar powered road
Credit: © COLAS – Joachim Bertrand

Ingenieure: Jean-Luc Gautie, Colas

Nationalität: Franzose

Technologie:  Jedes Modul umfasst 15 cm breite Zellen, die eine sehr dünne Schicht aus polykristallinem Silizium bilden und Solarenergie in Elektrizität umwandeln. Die Module sind mit durchsichtigem Siliziumharz beschichtet, um der Belastung durch den Verkehr standzuhalten, und können auf vorhandenen Straßen verlegt werden.

Ökologischer Nutzen: Mit der Kombination aus Straßenbau und Photovoltaik-Technologie können die solarbetriebenen Wattway-Straßen saubere, erneuerbare Energie liefern, ohne dass dazu wertvolles Ackerland oder Naturräume aufgegeben werden müssen. 20 m² Wattway können einen Haushalt mit Strom versorgen.

Quelle: wattwaybycolas.com / futurism.com

6. Meerwassergewächshaus

Seawater Greenhouse
Credit: Seawater Greenhouse – seawatergreenhouse.com

Ingenieure: Charlie Paton und Chris Rothera

Nationalität: Briten

Technologie: Das Meerwassergewächshaus nutzt die kühlenden und luftbefeuchtenden Eigenschaften des Wasserdampfes, der beim Verdampfen von Salzwasser entsteht. Dabei simuliert Modellierungssoftware die Gewächshausumgebung und optimiert die Einstellungen.

Ökologischer Nutzen: Die Technologie nutzt zwei reichlich vorhandene Ressourcen: Sonnenlicht und Meerwasser. Sie bietet eine grüne Lösung zur Steigerung des Pflanzenwachstums, hilft, dem Klimawandel entgegenzuwirken und minimiert die damit verbundenen Probleme und Kosten.

Quelle: seawatergreenhouse.com

7. Superkondensator C2C

C2C supercapacitor
Credit: C2C supercapacitor – c2cnewcap.com

Ingenieure: Rui Silva

Nationalität: Portugiese

Technologie: C2C ist ein vollwertiger asymmetrischer Nickel-Kohlenstoff-Superkondensator mit wässrigem Elektrolyt. „Es verwendet zum Speichern der elektrischen Energie Elektroden, die in einem einzigartigen neuen Verfahren gefertigt werden und aus Metalloxiden mit einer dendritischen Struktur bestehen.“

Ökologischer Nutzen: Der Energiespeicher C2C soll äußerst energieeffiziente Lösungen in rauen Umgebungen bieten, was für eine nachhaltige Industrie der Zukunft entscheidend sein wird. Er hat zudem eine lange Lebensdauer und hilft damit, unnötigen Abfall zu vermeiden.

Quelle: c2cnewcap.com / innoenergy.com / linkedin.com

8. RoboBee

Ingenieur Eijiro Miyako

Nationalität: Japaner

Technologie: Robobee ist eine autonome Bestäubungsdrone, die mit GPS, hochauflösenden Kameras und künstlicher Intelligenz ausgestattet ist. Ihre Unterseite ist mit Pferdehaar bedeckt und mit einem klebrigen Gel beschichtet. Wenn sie eine Blüte anfliegt, bleiben Pollenkörnchen an ihr haften und werden an der nächsten Blüte wieder abgestreift.

Ökologischer Nutzen: Angesichts des steigenden Nahrungsmittelbedarfs und des drohenden Rückgangs der Bienenpopulationen sollen Robobees von Landwirten eingesetzt werden, um die Pflanzenbestäubung zu unterstützen und Ernteerträge zu steigern. Sie können außerdem helfen, die genetische Vielfalt zu erhöhen und die Qualität von Erntegut zu verbessern.

Quelle: Eijiro Miyako / newscientist.comsciencedirect.com

Bilder © Eijiro Miyako

9. Seabin

Seabin Project
Credit: Seabinproject.com

Ingenieure: Pete Ceglinski und Andrew Turton

Nationalität: Australier 

Technologie: Der Seabin ist im Grunde ein schwimmender Abfalleimer, der das Wasser an der Oberfläche einsaugt und durch einen Beutel in seinem Innern spült, in dem sich alle Fremdkörper verfangen. Die Tauchwasserpumpe wird direkt an eine 110/22-V-Stromversorgung angeschlossen und kann 25.000 Liter pro Stunde verdrängen.

Ökologischer Nutzen: Seabin soll helfen, das Meer sauberer zu halten, indem er Abfälle an Anlegestellen, Hafenanlagen, Yachtclubs und gewerblichen Häfen aus dem Wasser entfernt. Er könnte zudem einen Teil der im Wasser schwimmenden Öle und Giftstoffe aufnehmen.

Quelle: seabinproject.com

10. Windturbinen nach Insektenvorbild

Insect wind turbines
Insect wind turbines (Pixabay CC0)

Ingenieure: Vincent Cognet

Nationalität: Franzose

Technologie: Die Rotorblätter sind nach dem Vorbild flexibler Insektenflügel aus biegsamem Material gefertigt, das sich entsprechend der einwirkenden Wind- und Fliehkräfte nach vorn und hinten biegt. Dadurch wird der Anstellwinkel fortwährend geändert, was die Effizienz erhöht.

Ökologischer Nutzen: Flexible Windturbinen haben sich bei der Energieerzeugung als 35 % effizienter gezeigt. Wenn diese Konstruktion kommerziell umgesetzt wird, könnte sie als nachhaltige Energiequelle eine wirkliche Alternative zu fossilen Brennstoffen darstellen.

Quelle: sciencemag.org / researchgate.net

Das sind nur einige Beispiele für ökologische Engineering-Projekte, an denen weltweit gearbeitet wird. Diese Innovationen zeigen nicht nur auf, was möglich ist, sondern machen auch deutlich, dass Engineering, Wissenschaft und Technik von entscheidender Bedeutung sind, wenn wir die Zukunft unseres Planeten nachhaltig gestalten möchten.