Das Internet der Dinge demokratisiert den Energiesektor

Wie erfinden Laboratorien transformative Energietechnologien? Und noch wichtiger: Wie gelangen diese Erfindungen vom Labor auf den Markt? Mit diesen und anderen Fragen befasst sich die Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E). Die Agentur wird vom US-Energieministerium finanziert und soll vielversprechende und leistungsfähige Energietechnologien fördern, die noch zu unausgereift für Investitionen aus der Privatwirtschaft sind.

Kurz gesagt: ARPA-E stellt die Mittel für die Forschung bereit, die diese transformativen Technologien hervorbringt, und hilft, einen Platz für diese auf dem heimischen und internationalen Märkten zu finden.

PARC, ein Xerox Unternehmen, hat im Rahmen des Programms zur Demokratisierung des Energiesektors eine Reihe von Technologien für die ARPA-E entwickelt. Unser Chief Technology Officer, Dr. Sophie Vandebroek, ging bei ihrem Vortrag auf dem ARPA-E-Energy Innovation Summit von letzter Woche auf einige von ihnen ein.

Die Vision von PARC: „Je mehr wir den Bereich Energie demokratisieren können, desto schneller werden wir Fortschritte bei der Senkung der Treibhausgasemissionen und einer Verbesserung der Lebensqualität erzielen.“

Was bedeutet die Demokratisierung der Energie? Es bedeutet, jedem Einzelnen die Möglichkeit zu geben, selbst die vollständige Kontrolle über seine Energiebilanz zu übernehmen. Die Umsetzung dieser Vision erfordert viele technische Innovationen – das Internet der Dinge ist eine, die ihre Umsetzung möglich macht.

Als Beweis verwies Xerox Chief Technology Officer Dr. Vandebroek auf diese drei Innovationen im Zusammenhang mit dem Internet der Dinge, die aus unseren Laboren stammen und für eine Demokratisierung der Energie entscheidend sind:

  • Intelligente Geräte wie gedruckte Nano-CO2-Sensoren, die Methan-Emissionen bei der Erdgasgewinnung erfassen können, bevor diese zu einem größeren Problem werden. (PARC)
  • Intelligente Infrastruktur wie optische Sensoren, die eine Untersuchung von eingebauten Fahrzeug- und Flugzeugbatterien erlauben und so mögliche Fehler erkennen, bevor sie katastrophale Auswirkungen haben können. (PARC)
  • Intelligente Einblicke in Echtzeit, die unsere vor kurzem eingeführte „Urban Mobility“-App ergänzen. Pendler können jetzt nach umweltfreundlicheren Optionen suchen, welche Stadtverwaltungen die Verbesserung ihrer CO2-Bilanz erlauben. (Xerox Research Centre Europe)

Auf der Plenartagung der International Solid‑State Circuits Conference 2016 beschrieb Dr. Vandebroek, wie diese drei Säulen des Internets der Dinge ganze Branchen umwälzen dürften.

Werfen Sie einen Blick auf die intelligenten Energietechnologien von Xerox.

 

8 Energietechnologien von PARC, Inc.

PARC, Inc. arbeitet mit mehr als 35 Partnern zusammen, zu denen Behörden, Start-ups, Universitäten und große Energieversorger zählen. Die Erkenntnisse und Technologien der Forscher spielen eine entscheidende Rolle bei der radikalen Transformation und Optimierung des Energieverbrauchs in wachstumsstarken Bereichen, wie dem Internet der Dinge, Smart Homes und Cities, der digitalen Fertigung und vernetzten Fahrzeugen.

PARC stellte beim ARPA-E Innovation Summit in Washington D.C. vor zwei Wochen acht Energietechnologien vor.

Brennstoffzellen: Eine Mitteltemperatur-Brennstoffzelle, die mit einer Vielzahl von fossilen Brennstoffen arbeiten kann. Eine Elektrolytmembran auf der Basis von ionischen Flüssigkeiten transportiert Sauerstoff, sodass dieser direkt mit fast jedem Brennstoff reagieren kann.

Aluminium-Erkennung: Eine kostengünstige Sensortechnik, die Metalllegierungen erkennt und so die wirtschaftliche Wiederverwertung von Aluminium ermöglicht.

Selbstkühlende Metamaterialien: PARC wird eine extrem skalierbare und kostengünstige Metamaterialfolie mit selbstkühlenden Eigenschaften entwickeln und vorstellen, die ohne Strom und Wasser auskommt.

Gedruckte Methansensoren: Kostengünstige gedruckte Arrays mit einer Vielzahl von modifizierten Kohlenstoffnanoröhren-Sensoren, die Methanlecks erfassen und messen können. Methan, ein wichtiger Bestandteil von Erdgas, macht einen bedeutenden Anteil der Treibhausgasemissionen aus und hat einen deutlich höheren Treibhauseffekt als Kohlendioxid.

 

Verbesserte Akkuleistung: PARC entwickelt in Zusammenarbeit mit LG Chem Power SENSOR, das faseroptische Batterie-Management-System der nächsten Generation. SENSOR kann den Ladezustand einer Batteriezelle direkt von innen erfassen und entzieht dieser mehr Leistung und Kapazität, als derzeit mit elektrischen Sensoren möglich ist. General Motors testet SENSOR derzeit bei größeren Batteriemodulen für Elektrofahrzeuge.

 

Microchiplet-Drucker: PARC arbeitet an der Entwicklung eines Prototyps für einen Mikro-Photovoltaikzellen- (oder Microchiplet-) Drucker. Dieser dürfte die wirtschaftliche Herstellung großer Mengen an Mikro-Photovoltaikmodulen ermöglichen.

Drucken von thermoelektrischen Generatoren: PARC wird die Herstellung von großflächigen thermoelektrischen Generatoren (LATEG) mithilfe eines skalierbaren Druckverfahrens demonstrieren, das etwa ein Zehntel der Kosten der aktuellen Herstellungsverfahren ausmacht.

Optimierung des Personennahverkehrs: PARC wird ein mobiles System entwickeln, das umweltfreundliche Reiserouten ermitteln soll, die am ehesten vom Reisenden angenommen werden. Das System nutzt Daten aus Navigationssystemen, öffentlichen Verkehrsmitteln und intelligenten Transportsystemen, um das Verkehrsnetz in Los Angeles und den zugehörigen Energieverbrauch zu simulieren.