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Montag, 03 Oktober 2022 12:00

Bericht aus Indien

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Abb. 1: Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus für das Poolsieden.  (links) Prüfstand für das Poolsieden; (rechts) Elektrische Schaltkreise für die Stromzufuhr und die Messung des Siedewärmestroms und der Wandtemperatur Abb. 1: Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus für das Poolsieden. (links) Prüfstand für das Poolsieden; (rechts) Elektrische Schaltkreise für die Stromzufuhr und die Messung des Siedewärmestroms und der Wandtemperatur

 

Wasser energiearm kochen

Forscher am MIT in den USA sagen, dass sie eine energiesparendere Methode zum Erhitzen von Wasser im Labormaßstab entdeckt haben. Sie schufen drei verschiedene Oberflächenveränderungen, alle in unterschiedlichen Größenordnungen, um das zu erzielen. Diese Modifikationen ermöglichen eine effizientere Methode zum Kochen von Wasser.

Die Modifikationen schmälern nicht die Möglichkeiten, die diese Technik bieten könnte. Dem Papier zufolge konzentrierten sich die Forscher vor allem auf zwei Schlüsselparameter, die den Siedeprozess beschreiben helfen: Den Wärmeübergangskoeffizienten (HTC) und den kritischen Wärmestrom (CHF). Um diese effizientere Methode zum Kochen von Wasser zu entwickeln, mussten die Forscher zunächst herausfinden, wie sie HTC und CHF besser ausbalancieren können, da normalerweise die Verbesserung eines der beiden Parameter den anderen verschlechtert.

Generell bedeuten viele Blasen auf der kochenden Oberfläche, dass das Kochen sehr effizient ist (Abb. 1).

Wenn sich jedoch zu viele Blasen auf der Oberfläche befinden, können sie sich zusammenschließen und einen dampfähnlichen Film über dem kochenden Wasser bilden. Falls diese effizientere Art des Wasserkochens auf industrieller Ebene nutzbar wird, würde das u. a. der Galvanotechnik-Branche helfen, Energie zu sparen.

Adv. Mater. 2022, 34, 32, https://doi.org/10.1002/adma.202200899

Wässrige Hochenergie-Batterien und hybride Superkondensatoren

Abb. 2: ZinkmetallanodenherstellungAbb. 2: ZinkmetallanodenherstellungWässrige Zn-Ionen-Batterien (AZIBs) bieten relativ gute Sicherheit für groß angelegte Energiespeicheranwendungen. Die Entwicklung von hochreversiblen Zinkmetallanoden mit begrenzter Kapazität ist jedoch eine Voraussetzung für die Realisierung der Leistungsmerkmale von AZIBs, die mit denen von kommerziellen Batterien vergleichbar sind. Koreanische Wissenschaftler haben sich mit diesem Thema auseinander gesetzt, indem sie den Wachstumsmechanismus von dicht gepackten, mikrometergroßen Zn-Partikeln auf CuFolie identifizierten, um eine stabile Anode mit einer geeigneten Zn-Beladung für AZIBs zu konstruieren. Es wurde festgestellt, dass tief eutektische Lösungsmittel eine ungewöhnliche Cu-Zn-Legierungsreaktion auslösen, die eine zinkophile und zur reinen Zn-Phase isotypische Zn-reiche Legierungszwischenschicht erzeugt. Diese Legierungsschicht wiederum bildet kompakte Zn-Ablagerungen, deren Struktur kontinuierlichen Zyklen in einem wässrigen Elektrolyten standhalten kann, wodurch AZIB-Korrosion und Aufquellen wirksam verhindert werden.

Aufgrund der hohen Reversibilität der Zn-Anode mit einer Cu-Zn-Legierungszwischenschicht schafft die AZIB, die mehr als 25 % Zn aus der kompakten Anode verwendet, über 7000 Zyklen. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, AZIBs mit wettbewerbsfähigen Energiedichten zu konstruieren. Bei Lithium-Ionen-Batterien (LIBs), die als Energiespeichersysteme (ESS) genutzt werden, erwies sich in letzter Zeit vielerorts die Brandgefahr als großer Nachteil. Neben Wasser als Elektrolyt ist Zink als Rohstoff viel billiger und leicht verfügbar. Die Zinkmetallanoden mit hoher Energiedichte und langer Lebensdauer werden durch einen einfachen Galvanisierungsprozess unter Verwendung kostengünstiger und umweltfreundlicher Lösungen hergestellt (Abb. 2).

Abb. 3: REM-Querschnittsbilder der Zn-Ablagerungen (2 mAh cm-2) nach  galvanischer Abscheidung auf Cu-Folie (a) unter Verwendung eines wässrigen  2 M ZnSO4-Elektrolyten bei 2 mA cm-2 und (b) unter Verwendung  von 0,1 M ZnSO4 in 12CU bei 0,1 mA cm-2    Abb. 3: REM-Querschnittsbilder der Zn-Ablagerungen (2 mAh cm-2) nach galvanischer Abscheidung auf Cu-Folie (a) unter Verwendung eines wässrigen 2 M ZnSO4-Elektrolyten bei 2 mA cm-2 und (b) unter Verwendung von 0,1 M ZnSO4 in 12CU bei 0,1 mA cm-2 Zur Herstellung der kompakten Zinkanoden verwendete das Team eine bekannte, tief eutektische Lösung (DES), die leicht bei Raumtemperatur synthetisiert werden kann. Diese DES-Lösung besteht aus Cholinchlorid und Harnstoff, die in einem Molverhältnis von 1:2 gemischt werden; die Mischung bildet einen flüssigen Komplex mit einem Schmelzpunkt von 12 °C. Die Forscher bestätigten, dass sich zwischen den Zink- und Kupferstromabnehmern im DES spontan eine zinkophile KupferZink-Legierungsschicht bildet, die das Wachstum von Zinkpartikeln mit hoher Dichte ermöglicht. Mit dieser Entdeckung gelang es den Forschern, ein Galvanisierungsverfahren zu entwickeln, das ein dichtes und gleichmäßiges Wachstum von Zinkmetallen in der kostengünstigen und umweltfreundlichen DES-Lösung ermöglicht (Abb. 3).

Die Anwendungsexperimente deuten an, dass die Korrosionsreaktion wirksam unterdrückt werden kann und die Kapazität nach mehr als 7000 wiederholten Lade- und Entladevorgängen bei mehr als 70 % erhalten bleibt.

Energy Environ Sci 2022,7, DOI: https://doi.org/10.1039/D2EE00617K

Chips-Herstellung in Indien

Polymatech Electronics, ein in Tamil Nadu ansässiger Halbleiterhersteller, der früher zu Fuji Rubber gehörte, wird laut Medienberichten bis Anfang nächsten Jahres Anlagen errichten, die bis zu 2 Mrd. Chips pro Jahr herstellen zu können. Das Unternehmen wird dafür 1 Mrd.US-Dollar investieren und seine Produkte durch Integration in beide Richtungen in verschiedenen Branchen einsetzen. Aktuell liegt die jährliche Produktionskapazität bei 250 Mio. Chips. Bei der Rückwärtsintegration wird es sich um das Schneiden von Barren und das Züchten von Kristallen handeln. Danach ist die Produktion von Wafern geplant. Zum Markt gehören integrierte Chips, RAMs, ROMs, EEPROMs sowie Ultraviolett- und Studiolampen. Die Halbleiter, die für Geräte wie Laptops, Mobiltelefone und Fernsehgeräte benötigt werden, sind ebenfalls ein weiterer vertikaler Bereich. Das Unternehmen hat bereits mehrere Patente angemeldet und befindet sich damit in einer starken Position in der Branche. Derzeit werden Gespräche über die Übernahme eines Unternehmens in Europa geführt, um den Bedarf in dieser Region zu decken, der vor allem in der Luftfahrtindustrie besteht.

Neuigkeiten gibt es auch von dem Unternehmen Sahasra Semiconductors, das in Indien Speicherchips montieren, prüfen und verpacken will (ATMP). Bis Dezember sollen eigene Chips verkauft werden. Damit könnte in Indien das erste ATMP-Werk für Speicherchips entstehen.

Mobilität mit H2

Während Indien eine Lieferkette für grünen Wasserstoff und grünes Ammoniak entwickeln möchte, hat das US-amerikanische Unternehmen Triton Electric Vehicle angekündigt, wasserstoffbetriebene Zwei- und Dreiräder in Indien zu produzieren und auf den Markt zu bringen – die ersten H2-betriebenen Fahrzeuge aus indischer Produktion. Triton hat in Anand, Gujarat, ein Forschungs- und Entwicklungszentrum für die Entwicklung von Zwei- und Dreirädern eingerichtet.

Easykit

Abb. 4: Mit Easykit wird  jedes Fahrrad in wenigen  Schritten zum E-BikeAbb. 4: Mit Easykit wird jedes Fahrrad in wenigen Schritten zum E-BikeAbbildung 4 zeigt einen universellen DIY-Frontradumbaukasten mit einem 250-W-Vorderradmotor, einem 209-Wh-Li-Ionen-Akku, einem kompakten Ladegerät, einem einfach anzubringenden Pedalunterstützungssensor, einem Steuergerät, einer Drosselklappe, einem Kabelbaum und E-Bremsen. Im Gegensatz zu herkömmlichen E-Bikes ist die Batteriebox nicht am Rahmen befestigt, sondern sitzt oben auf dem Lenker, wodurch sie sich für jedes Fahrradmodell eignet. Jedes Fahrrad kann in wenigen Schritten in ein Elektrofahrrad umgewandelt werden, indem man den Vorderreifen gegen den im Bausatz enthaltenen austauscht, die obere Baugruppe, bestehend aus Akku und Controller, anbringt, den Sensor für die Tretunterstützung an der Kurbelgarnitur anbringt und die E-Bremsen und den Gashebel befestigt. Die meisten Nutzer in Indien haben bereits ein Fahrrad zu Hause und jedes Fahrrad kann in etwa 20 Minuten in ein E-Bike umgewandelt werden.

Neuigkeiten gibt es auch aus der indischen Smartphonebranche: Apple expandiert seine Lieferkette in Asien und als Folge erweitert Foxconn Berichten zufolge die Produktion in seinem Werk in Chennai und wird hier das iPhone 14 herstellen.

 

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 9
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Dr. Nagaraj N. Rao

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