Brief aus England

Diese werden in der Regel von einem Medizintechniker angefertigt, der die Ergebnisse dann an einen hochqualifizierten Röntgenassistenten weitergibt, der sie interpretiert. Mit Hilfe der KI interpretieren die Röntgenassistenten die Scans nun genauer und auch viel schneller. In großen Krankenhäusern werden die Röntgen­assistenten entlastet, und die Scans werden viel schneller bearbeitet – eine gute Nachricht für die Patienten. Es werden also weniger Röntgenassistenten benötigt, und vielleicht werden sie eines Tages vollständig durch KI ersetzt. Verständlicherweise haben sie daher gemischte Gefühle bezüglich der Auswirkungen von KI in ihrer Branche. Die KI bringt auch in anderen Bereichen der Medizin Veränderungen mit sich. Jenseits des Atlantiks, in Hollywood, wo Schauspieler und Drehbuchautoren seit vielen Wochen streiken. Zum Teil geht es – wie üblich – um die Bezahlung. Aber sie sind auch besorgt, weil jetzt klar ist, dass die KI nicht nur Drehbücher schreiben, sondern auch Schauspieler erschaffen – oder sollten wir sagen: wiedererschaffen – kann, die vor vielen Jahren gestorben sind. Es scheint durchaus möglich zu sein, einen kompletten Film auf einem Computer zu produzieren, ohne dass Schauspieler, ein Filmstudio oder Hunderte von Männern und Frauen, die die Kameras bedienen, die Beleuchtung, die Kostüme und vieles mehr herstellen, benötigt werden. Ich möchte noch einen weiteren Bereich erwähnen, in dem die KI bereits enorme Auswirkungen hat – den Beruf des Rechtsanwalts. Wenn wir über diesen Beruf nachdenken, stellen wir fest, dass er auf zwei Säulen ruht. Die erste Säule ist das Recht selbst, wie es in der Verfassung eines jeden Landes oder im internationalen Recht niedergelegt ist. Die zweite Säule ist die „Rechtsgeschichte“ – die Art und Weise, wie die Richter diese Gesetze in der Vergangenheit ausgelegt haben. Das wird gewöhnlich als „Präzedenzfall“ bezeichnet. Die KI ist hier das perfekte Werkzeug. Sie kann mit dem Gesetz, wie es in der Verfassung niedergeschrieben ist, und mit der „Rechtsgeschichte“ – den Ergebnissen von Gerichtsverfahren, die vielleicht 100 Jahre zurückliegen – gespeist werden. Viele Juristen können KI bereits nutzen und z. B. eine juristische „Meinung“ in nur einer Stunde abgeben. Früher hätte man dafür vielleicht eine Woche gebraucht, um juristische Datenbanken am Computer zu durchsuchen. Ich könnte noch viele andere Beispiele anführen, und es scheint offensichtlich zu sein, dass in bestimmten Bereichen einige Arbeitsplätze einfach verschwinden werden.

KI und die Galvanotechnik

Und was ist mit unserer Branche? Ich glaube, dass die KI eher geringe Auswirkungen haben wird. Im „Front Office“ könnten Aufgaben wie der Umgang mit Kunden, die Erstellung von Preisangeboten für neue Aufträge, die Bestellung von Material und sogar das Beantworten von Tele­fonaten oder E-Mails weitgehend oder vollständig automatisiert werden. Im Labor wird KI helfen, Prüfergebnisse zu interpretieren, z. B. Schliffbilder. Anhand von Daten aus Galvanikbädern und anderen wird sie vorhersagen, wie Bäder-Lösungen kontrolliert werden sollten. Aber in der eigentlichen Produktion, in der bereits vieles automatisiert ist, sind kaum noch wesentliche Veränderungen zu erwarten. Und nicht zuletzt: Wie könnte sich KI auf die Zeitschrift auswirken, die wir so schätzen? KI hat zwei Elemente. Das erste ist die enorme Datenbank, auf der sie basiert. Unzählige Milliarden Dokumente sind dort gespeichert. Zeitungen, Zeitschriften, juristische und medizinische Dokumente und vieles mehr. Das zweite Element ist die Fähigkeit von KI, diese Datenbank nicht nur zu durchsuchen, sondern die Daten zu interpretieren und Ergebnisse daraus zu ziehen. Bei den Daten handelt es sich nicht nur um Texte, sondern auch um Bilder und Töne – wie die Stimmen vieler bekannter Personen. Daraus lassen sich neue Bilder erstellen oder – mit der Stimme einer berühmten Person – zeigen, wie diese spricht und Dinge von sich gibt, die sie nie gesagt hat. Das kriminelle Potenzial Künstlicher Intelligenz ist enorm. Aber – zurück zu unserer Zeitschrift. Der größte Teil des Inhalts eines Galvanotechnik-Heftes ist 100 % neu. Er wird nicht (erst ein paar Wochen später) in die riesigen Datenbanken der KI aufgenommen. Hin und wieder gibt es in der Galvanotechnik auch Übersichtsartikel, und – ja – KI könnte vielleicht dazu genutzt werden, diese zu erstellen. Aber selbst dann brauchen solche Rezensionen eine „Bühne“ – d. h. unser Heft. Ebenso ist Werbung in der Regel 100 % neu und es ist schwer vorstellbar, wie KI daran etwas ändern könnte. Ein letztes Wort. KI ist wirklich erstaunlich – aber manchmal kann sie ziemlich verrückt werden und Texte erstellen, die weitgehend falsch oder komplett falsch sind. Sie kann lügen! Zweifellos wird sich das bessern, aber im Moment sind sich alle Experten einig – die Ausgabe von KI-generiertem Text ist mit Vorsicht zu genießen und sollte immer von einem echten Menschen kontrolliert werden.

Fazit: KI wird zum Verlust einiger Arbeitsplätze führen (und auch zur Schaffung neuer), aber es scheint unwahrscheinlich, dass sie größere Veränderungen in unserer Branche oder in der Galvanotechnik-Zeitschrift, die ihr dient, mit sich bringt. Ganz im Gegenteil: KI könnte ein nützliches
Instrument für uns alle sein.

Wasserstoff in den Nachrichten

Wasserstoff, so glauben die meisten von uns, ist der Treibstoff der Zukunft. Aber wie wird er hergestellt? Es gibt verschiedene geplante oder im Bau befindliche Projekte, bei denen Erdgas als Ausgangsstoff verwendet und in Wasserstoff und CO₂ umgewandelt wird, das dann über Pipelines abtransportiert und in einem unterirdischen oder unterseeischen Reservoir gespeichert wird. Da diese Technologie nur in großem Maßstab funktionieren kann, werden solche Projekte als Drehscheibe im Zentrum der chemischen oder metallurgischen Industrie konzipiert, so dass verschiedene Unternehmen von einer Wasserstoffzentrale in einem Industriepark beliefert werden könnten. Es gibt inzwischen viele neue Entwicklungen im Bereich der elektrolytischen Wasserstoffanlagen. Die meisten von ihnen verwenden sogenannte PEM-Technologie- Protonenaustauschmembranen. IMI Vivo (www.imi-critical.com/brands/imi-vivo) bietet jetzt auf Kufen montierte Container-Einheiten im Bereich von 0,1 bis 1,5 MW an. Die Leistungsaufnahme wird mit > 60 KWSt/kg H₂ angegeben. Ein Unternehmen mit dem Namen ITM Power (www.itm-power.com/products/poseidon), stellt seit mehreren Jahren PEM-Elek­trolyseure her. Vor einigen Wochen brachte es eine neue 20-MW-Einheit, die sogenannte „Poseidon“ auf den Markt – wahrscheinlich die größte ihrer Art weltweit (Abbildung 1).Abb. 2: Energiebedarf für die Wasserstoffproduktion

Bei höheren Temperaturen

Ein US-amerikanischer Hersteller, Advanced Ionics Inc. (www.advanced-ionics.com/technology) mit Sitz in Milwaukee, hat eine neue Technologie entwickelt, die im Bereich > 100 °C arbeitet und Abwärme in Form von Dampf aus anderen Prozessen vor Ort nutzt. Auf diese Weise kann nach eigenen Angaben H₂ mit < 35 kWh/kg, vielleicht sogar mit 30 kWh/kg erzeugt werden. Abbildung 2 stammt aus einer Präsentation auf der CERAWeek-Konferenz zu Beginn dieses Jahres. Sie zeigt (links, oben) typische Energieanforderungen für PEM-Elektrolyseure. Außerdem Daten für die neue Advanced Ionics-Technologie und (ganz unten) die niedrigste mögliche Energie auf der Grundlage thermodynamischer Berechnungen. Rechts unten ist ein einzelner Datenpunkt für Hochtemperatur-Festoxid zu sehen. Die Grundlage der Technologie ist mir nicht klar. Das US-Patent US10253421 ist eine allgemeine Beschreibung der Advanced Ionics-Technologie. Das Unternehmen gibt jedoch an, dass seine neue Technologie keine Membranen und auch keine Edelmetalle wie Pt oder Ir verwendet. Ich werde nicht auf die Hochtemperatur-Festoxid-Wasserstoffelektrolyseure eingehen, denn soweit ich weiß, befinden sich diese hauptsächlich noch im Entwicklungsstadium. Die weltweit neuesten Wasserstofftechnologien werden am 27. und 28. September in Bremen auf der Hydrogen Technology Conference & Expo vorgestellt und diskutiert.

JCB trifft eine Entscheidung

JCB ist einer der weltweit größten Hersteller von mechanischen Baggern und ähnlichen Erdbewegungsmaschinen. Alle diese Geräte werden derzeit von Dieselmotoren angetrieben. Es ist klar, dass sie – wie alle anderen Unternehmen dieser Art – eine Alternative finden müssen. Also haben sie Batterien, Brennstoffzellen (unter Verwendung von Wasserstoff) ausprobiert und ihren eigenen Wasserstoff-Brennstoffmotor entwickelt. Sie kamen zu dem Schluss, dass letzteres die einzige realistische Lösung für alle Maschinen außer den kleinsten ist. Die neuen Wasserstoff-Brennstoffmotoren werden in einigen Monaten in den Handel kommen. Abbildung 3 zeigt einen mit Wasserstoff betriebenen Bagger. Wie wird er aufgetankt? Das Unternehmen bietet auch einen Wasserstoff-Tankwagen an. Es wird interessant sein, wie sich andere Unternehmen wie Caterpillar entscheiden.Abb. 3: Wasserstoffbetriebener Bagger

Vietnam erobert den Weltmarkt

Ein paar Jahre nach dem 2. Weltkrieg wurden uns in Europa zum ersten Mal in Japan hergestellte Pkw angeboten. Einige Jahre später kamen koreanische Pkw auf den europäischen Markt. In jüngster Zeit ist China zu einem ernsthaften Akteur geworden. Es ist vielleicht seltsam, dass die USA – bis vor kurzem der größte Autohersteller der Welt – auf dem europäischen Markt nie eine Rolle gespielt haben. Russische Pkw waren einige Jahre lang in Europa erhältlich, aber für viele waren sie nicht mehr als ein schlechter Scherz. Jetzt versucht Vietnam zum ersten Mal, auf unseren Märkten Fuß zu fassen. Das vietnamesische Unternehmen VinFast wurde vor einigen Wochen an der New Yorker Börse vorgestellt und mit fast unglaublichen 85 Milliarden US-Dollar bewertet – mehr als Ford (48 Milliarden US-Dollar) oder GM (46 Milliarden US-Dollar). VinFast wird von einem einzigen Mann kontrolliert – Pham Nhat Vuong, der ca. 99 % der Anteile hält. VinFast gab an, dass es in den ersten sechs Monaten des Jahres 2023 11.300 Einheiten verkauft hat. Zum Vergleich: Tesla verkaufte im gleichen Zeitraum ca. 900.000 Pkw. Abbildung 4 zeigt eines der Hauptmodelle des Unternehmens, den VF6. Vinfast baut nur Elektrofahrzeuge. Das Unternehmen bietet auch die Modelle VF8 und VF9. Was kann man dazu sagen? Wenn das Unternehmen Erfolg hat, ist das sicherlich eine schlechte Nachricht für China. Aber es ist auch keine gute Nachricht für unsere europäischen Hersteller.

Abb. 4: Der neue vietnamesische VF 6 EV von VinFast

Eine energiesparende Beschichtung

Da wir „grün“ werden, ist eine unvermeidliche Folge, dass wir immer mehr Hochspannungsleitungen in unserer Landschaft sehen werden – und niemand behauptet, dass sie schön sind. Zwar gibt es die Technik,
Kabel unterirdisch zu verlegen – aber (pro km) – ist sie um ein Vielfaches teurer. Also müssen wir diese Masten und Kabel als Teil der modernen Technologie akzeptieren. Die Temperatur der Kabel liegt oft oberhalb der Umgebungstemperatur. Zum Teil wegen der Ohm’schen Wärme und zum Teil weil sie Sonnenenergie absorbieren. Und wie wir alle wissen, steigt der Widerstand eines metallischen Leiters mit zunehmender Temperatur.

Wie Abbildung 5 zeigt, verringert eine solche Erwärmung die Strombelastbarkeit dieser Hochspannungsleitungen und bedeutet, dass wir mehr Kabel oder dickere (und schwerere) Kabel brauchen. Das Unternehmen AssetCool (www.assetcool.com) hat eine photonische Nanobeschichtung entwickelt, die in zweierlei Hinsicht wirkt: Erstens erhöht sie das Reflexionsvermögen der Kabel und verringert so die solare Erwärmung. Zweitens erhöht sie den Wärmeverlust der Kabel. Beides führt dazu, dass die Temperatur der Kabel unter allen Bedingungen sinkt. Unter ungünstigen Bedingungen kann die Leistung einer Hochspannungsleitung um ca. 20 % reduziert werden. Wie Abbildung 5 zeigt, wird dies durch die neue Beschichtung fast vollständig eliminiert. Das Unternehmen hat auch Verfahren für die Beschichtung bestehender Kabel entwickelt. Das Unternehmen hat mehrere Patente angemeldet, die bei Espacenet (https://worldwide.espacenet.com) einsehbar sind. Alle sind der Cable Coatings Ltd. zugeordnet.

Abb. 5: Obere Kurve – beschichtetes, untere Kurve – unbeschichtetes Kabel. Stromleistung über den Tag hinweg

1. Freileitung mit superhydrophober Beschichtung

WO2021181076A1 – 2021-09-16 –

Ein einzelner beschichteter Leiter für eine Freileitung zur Energieübertragung oder -verteilung wird bereitgestellt, der einen oder mehrere elektrische Leiter und eine erste Beschichtung umfasst, die auf mindestens einem Teil des einen oder mehrerer elektrischen Leiter bereitgestellt wird. Die erste Beschichtung umfasst: ein anorganisches Alkalimetallsilikatharz; ein optisch aktives Element; und ein superhydrophobes Mittel. Die erste Beschichtung hat einen durchschnittlichen Wärmeemissionskoeffizienten E ≥ 0,90 über das Infrarotspektrum 2,5–30,0 µm und einen durchschnittlichen Sonnenreflexionskoeffizienten R ≥ 0,80 und/oder einen durchschnittlichen Sonnenabsorptionskoeffizienten A ≤ 0,20 über das Sonnenspektrum 0,3–2,5 µm.

2. Zusammensetzung zur Beschichtung eines Oberleiters

WO2021152311A1 – 2021-08-05 –

Es wird eine Zusammensetzung zur Beschichtung eines Freileiters offenbart, die Folgendes umfasst: ein Reflexionsmittel; ein photokatalytisches Mittel, das ≥ 70 Gew.-% Anatas-Titandioxid (TiO₂) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße („aps“) ≤ 100 nm umfasst; ein Polyorganosiloxan-Bindemittel; und ein superhydrophobes Mittel, das entweder: oberflächenfunktionalisierte Siliciumdioxid-Nanopartikel, ein funktionelles Polysiloxan oder ein Polymethylsilsesquioxan umfasst.

3. Überkopfleiter mit selbstreinigender Beschichtung

US11174398B2 (A1) – 2021-11-16 –

Ein einzelner beschichteter Leiter für eine Freileitung zur Energieübertragung oder -verteilung ist vorgesehen, der einen oder mehrere elektrische Leiter und eine erste Beschichtung umfasst, die auf mindestens einem Teil des einen oder mehrerer elektrischen Leiter vorgesehen ist. Die erste Beschichtung umfasst: ein anorganisches Bindemittel, das ein Alkalimetallsilikat umfasst; ein Polymerisationsmittel, das Nanosiliciumdioxid („nS“) oder kolloidales Siliciumdioxid (SiO₂) umfasst; und ein photokatalytisches Mittel, wobei das photokatalytische Mittel ≥ 70 Gew.-% Anatas-Titandioxid (TiO₂) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße („aps“) ≤ 100 nm umfasst. Die erste
Beschichtung hat einen mittleren Wärmeemissions­koeffi­zienten E ≥ 0,90 über das Infrarotspektrum 2,5–30,0 μm und einen mittleren Sonnenreflexionskoeffizienten R ≥ 0,90 und/oder einen mittleren Sonnenabsorptionskoeffizienten A≤0,10 über das Sonnenspektrum 0,3–2,5 μm.

4. Zusammensetzung zur Beschichtung eines Oberleiters

WO2021105673A1 – 2021-06-03 –

Es wird eine Zusammensetzung zur Beschichtung eines Freileiters offenbart, die Folgendes umfasst: ein reflektierendes Mittel; ein photokatalytisches Mittel, das ≥ 70 Gew.-% Anatas-Titandioxid (TiO₂) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße („aps“) ≤ 100 nm umfasst; ein nichtwässriges Lösungsmittel; und (iv) ein oder mehrere Alkylsilikat-Bindemittel.

5. Zusammensetzung zur Beschichtung eines Oberleiters

WO2022003096A1 – 2022-01-06 –

Die vorliegende Erfindung stellt eine Zusammensetzung zur Beschichtung eines Freileiters bereit, die Folgendes umfasst: ein Bindemittel, das ein Lösungsmittel und Siliciumdioxid, organisch modifiziertes Siliciumdioxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Eisenoxid oder eine Kombination davon umfasst; und ein Korrosionsschutzmittel.

Energie speichern – in Beton!

Man scheint sich einig zu sein, dass bei der Nutzung erneuerbarer Energien eine Möglichkeit zur Speicherung von Energie unerlässlich ist. Lithiumbatterien sind teuer, Natriumbatterien nur geringfügig billiger. Was ist mit Superkondensatoren? Ein Team von Wissenschaftlern in Harvard und am MIT unter der Leitung von Prof. Franz-Joseph Ulm (ehemaliger Diplom-Ingenieur, TU München) hat einen Superkondensator aus Beton entwickelt, der mit Ruß vermischt ist. Beim Aushärten der Zementmischung wird Wasser absorbiert und hinterlässt ein verzweigtes Netz von Tunneln, die mit Ruß ausgefüllt werden. Das Endergebnis ist, dass der Zementleim von leitenden, drahtähnlichen Tunneln durchzogen ist, die eine sehr große Oberfläche ergeben. Doch das Gesamtvolumen der Elektrode bleibt gleich. Das Team fand heraus, dass die maximale Energiespeicherkapazität nur von der spezifischen Oberfläche des Rußes abhängt. Da Ruß raumfüllend ist, kann das Volumen einfach vergrößert werden, um Energie in großem Maßstab zu speichern.

In Versuchen stellte das Team Kondensatoren in Knopfgröße her, die eine Ladung von 1 Volt speichern können, und stellte fest, dass der Kondensator seine Speicherkapazität über 10.000 Lade-/Entladezyklen mit minimalem Verlust beibehalten konnte. Drei der 1-V-Superkondensatoren waren in der Lage, eine 3-V-LED zum Leuchten zu bringen.

Das Team entwickelte auch Kondensatoren in Knopfgröße mit unterschiedlichen Verhältnissen von Zement zu Ruß. Die Zugabe von mehr Ruß (über 10 Volumenprozent) zur Mischung erhöhte zwar die Speicherkapazität, doch ging dies auf Kosten der strukturellen Integrität des Zements.

Nicht nur Energiespeicherung

Beton wird bereits für den Bau von Straßen verwendet, und so hält es das Team auch für möglich, die Betonspeicher bei Straßen zu verwenden und Autos während der Fahrt drahtlos aufzuladen, ähnlich wie bei drahtlosen Ladepads für Smartphones. Solche selbstaufladenden Straßen gibt es bereits, aber sie verwenden Spulen, die in das Straßensystem eingebettet und (meistens) mit einer Energiequelle verbunden sind. Ihr Plan wäre es, Energie aus sauberen Energiequellen zu gewinnen und sie in der Straßenstruktur zu speichern.

Das Team schätzt, dass ein 45 Kubikmeter großer Superkondensator 10 Kilowattstunden Energie speichern könnte – das entspricht etwa einem Drittel des täglichen Stromverbrauchs eines durchschnittlichen US-Haushalts. Der nächste Schritt in ihrem Programm besteht darin, Einheiten in Reihe zu schalten, um eine 12-Volt-Stromquelle zu bilden.

Carbon-cement supercapacitors as a scalable bulk energy storage solution N. Chanut u. a., published: July 31, 2023. Proceedings National Academy of Science. Bd. 120 (32), https://doi.org/10.1073/pnas.2304318120

Energie aus Abwasser

Wase (www.wase.co.uk) ist ein kleines Unternehmen, das eine Technologie zur Herstellung von Methan aus Abwasser, das organische Moleküle enthält, in einer elektrolytischen Zelle entwickelt hat. Abbildung 6 zeigt das Verfahren.

Abb. 6: Herstellung von „Biogas“ (Methan) aus Abwasser

Bis vor kurzem war die einzige Technologie zur Behandlung solcher Abfälle die sogenannte. Anaerobe Vergärung (AD), eine Form der Fermentation, die viele Tage brauchte, um zu funktionieren, und daher viele große Behälter erforderte. Die Wase-Technologie arbeitet dreimal schneller als AD. Sie wird jetzt in einer Brauerei in Sussex, Großbritannien, installiert und soll bis Ende dieses Jahres in Betrieb gehen und ca. 7800 Kubikmeter Abwasser pro Jahr behandeln. Die Anlage wird ca. 378 MWh pro Jahr produzieren, und das erzeugte Biomethan wird ca. 100 Tonnen CO₂ pro Jahr einsparen. Viele weitere Projekte sind in der Entwicklung, darunter auch einige in Afrika.