Projektabschluss KIMETRO
Duisburg, 19. März 2025 - Erfolgreicher Abschluss: Mit einem Treffen des ZaKI.D-Projektteams und der Firma Häuser & Co. GmbH am 7. März 2025 wurde das erste Umsetzungsprojekt KIMETRO des Zentrums für angewandte Künstliche Intelligenz (ZaKI.D) erfolgreich beendet. Das Team unter Leitung von Ole Werger erzielte bedeutende Fortschritte in der automatisierten Verarbeitung von Metallrohren durch Künstliche Intelligenz (KI).

Gwen Lengersdorf (ZaKI.D), Ole Werger (ZaKI.D), Andree Schäfer (Duisburg Business & Innovation GmbH), Hendrik Häuser (Häuser & Co. GmbH) und Julien Hoever (ZaKI.D) beim Treffen zum Projektabschluss. ® ZaKI.D

Das Zentrum für angewandte Künstliche Intelligenz Duisburg (ZaKI.D) hat sich zum Ziel gesetzt, fortschrittliche KI-Technologien in die industrielle Praxis zu integrieren und somit die Wettbewerbsfähigkeit von lokalen Unternehmen in und um Duisburg zu steigern. In verschiedenen Umsetzungsprojekten soll dieser Wissenstransfer gelingen. Das erste Projekt wurde am Freitag, den 7. März 2025, abgeschlossen.

Zielsetzung von KIMETRO
Im Projekt »KIMETRO« (KI-unterstützte METallROhr-Beschichtung) wurde eine Machbarkeitsstudie zur KI-gestützten Erkennung der optimalen Temperatur und Dauer der Wärmezufuhr auf unterschiedlichen Metallrohren durchgeführt. Derzeit beurteilen Mitarbeitende die optimale Verarbeitungstemperatur anhand eines spezifischen Glanzes der Rohr-Oberfläche.

Künftig soll ein kameragestütztes System diesen Glanz analysieren und die Metallrohrverarbeitung automatisieren. Dafür wurden verschiedene Algorithmen des maschinellen Lernens implementiert und evaluiert, die die Kamerabilder als Datenquelle nutzen, um möglichst in Echtzeit die optimalen Verarbeitungsparameter für das Werkstück zu bestimmen. So wird sichergestellt, dass die Rohre mit gleichbleibender Qualität produziert werden – vergleichbar mit der Prüfung durch eine Fachkraft.


Zukunftsperspektiven: Schweißrobotik und neue Werkstoffanwendungen
Mittelfristig sollen mit der Technologie die wenigen verfügbaren Fachkräfte entlastet werden. Während des Projektes wurden zahlreiche Bildreihen von der Verarbeitung aufgenommen und analysiert. »Die Projektergebnisse bilden eine solide Basis für zukünftige Anwendungen in der automatisierten Fertigung, beispielweise für den Einsatz von maschinellen Schweißrobotern«, sagt wissenschaftlicher Mitarbeiter und KIMETRO-Projektleiter Ole Werger.

Das entwickelte Modell decke zudem ein großes Spektrum an Werkstoffen ab, was die Anwendbarkeit der Technologie erheblich erweitert. »Die KI-Technologie könnte perspektivisch sogar besser sein als das menschliche Auge und damit die Basis bilden, neue Werkstofflegierungen zu entwickeln und verarbeiten zu können. Die Grenzen der technischen Machbarkeit werden verschoben«, ergänzt Geschäftsführer Hendrik Häuser.

Das erfolgreich abgeschlossene Projekt, das von ZaKI.D-Projektleiter Prof. Torben Weis von der Universität Duisburg-Essen und Andree Schäfer von der Duisburg Business & Innovation GmbH initiiert wurde, soll nun als »Vorbild« für zukünftige Umsetzungsprojekte im Rahmen des ZaKI.D-Projektes dienen. »Wir sind überzeugt, dass die Kombination aus menschlicher Expertise und künstlicher Intelligenz die Zukunft der industriellen Fertigung prägen wird«, fügt Werger hinzu.


ZaKI.D: Das Zentrum für angewandte Künstliche Intelligenz Duisburg (ZaKI.D) ist ein wegweisendes Projekt der Stadt Duisburg. Es erhielt als erstes Projekt im 5-StandorteProgramm eine Förderung über ca. 18 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) sowie dem Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen (MWIKE).

Das Projekt konzentriert sich darauf, Künstliche Intelligenz (KI) auf sehr kleinen Geräten wie Sensoren einzusetzen. Dadurch können Datenschutzprobleme vermieden, wertvolle Ressourcen geschont und neue Services direkt in Geräten oder Maschinen angeboten werden. Ziel ist es, kleinen und mittleren Unternehmen in der Region zu helfen, KI in ihre Betriebe und Produkte einzubinden.

Das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS, die Universität Duisburg-Essen und die KROHNE Messtechnik GmbH arbeiten gemeinsam an dem Projekt. Die Stadt Duisburg ist assoziierte Partnerin.

BVS – Wasserstoff: Hoffnungsträger oder Hype? 
Berlin/Chemnitz, 12. März 2025 - Grüner Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energien hergestellt wird, gilt als Schlüsseltechnologie für eine klimaneutrale Zukunft. Doch wie realistisch ist ein rascher Marktdurchbruch – und wie gut sind Deutschland und Europa aufgestellt? Diese Fragestellungen standen im Mittelpunkt eines Fachseminars des BVS e.V. in der Referenzfabrik.H2 des Fraunhofer IWU in Chemnitz. Wissenschaftliche und industrielle Experten analysierten die wirtschaftlichen, technischen und politischen Herausforderungen, die auf dem Weg zu einer leistungsfähigen Wasserstoffwirtschaft zu bewältigen sind.

Hohe Nachfrage – Begrenztes Angebot
„Die Nachfrage nach grünem Wasserstoff steigt, doch Produktion und Verfügbarkeit hinken hinterher", erläutert Dirk Hennig, Bundesfachbereichsleiter Maschinen, Anlagen, Betriebseinrichtungen beim BVS e.V. „Deutschland benötigt bis 2030 rund 4,5 Mio. Tonnen Wasserstoff – weltweit werden derzeit lediglich etwa eine Million Tonnen produziert. Unsere Aufgabe als Sachverständige besteht darin, Innovationen objektiv zu bewerten und belastbare Fakten für fundierte Entscheidungen bereitzustellen. Es reicht nicht, lediglich grüne Wasserstoffprojekte zu fördern – wir müssen die gesamte Lieferkette wirtschaftlich tragfähig gestalten, um eine flächendeckende, marktreife Versorgung sicherzustellen.“

Einsatzbereiche und Praxisbeispiele
Obgleich Wasserstoff für viele noch ein abstraktes Thema darstellt, zeigt sich bereits heute eine vielfältige Anwendungspraxis:

Mobilität: Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge bieten eine emissionsfreie Alternative zu herkömmlichen Antriebssystemen und könnten insbesondere im Schwerlastverkehr von Bedeutung sein.
Industrie: In der Stahlproduktion ersetzt Wasserstoff zunehmend kohlenstoffbasierte Reduktionsverfahren und senkt so die CO₂-Emissionen. Auch in der chemischen Grundstoffherstellung findet Wasserstoff Anwendung.
Gebäudetechnik: Erste Projekte belegen den Einsatz von Wasserstoff zur Wärmeversorgung in Wohn- und Industriegebäuden.
Energieversorgung: Pilotprojekte untersuchen den Einsatz von Wasserstoffspeichern als integralen Bestandteil der Sektorenkopplung, also der Verbindung von Strom, Wärme und Mobilität.

So ambitioniert sind die deutschen Wasserstoff-Ziele
Deutschland verfolgt beim Wasserstoff ambitionierte Ziele. So soll den aktuellen Plänen der Bundesregierung zufolge bis 2030 eine Erzeugungskapazität von 10 Gigawatt für grünen Wasserstoff entstehen. In der Referenzfabrik.H2 in Chemnitz arbeiten Experten an industriellen Lösungen zur Massenfertigung von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen.

„Gleichzeitig stehen wir jedoch vor einigen wesentlichen Herausforderungen“, so Dr.-Ing. Ulrike Beyer, Expertin für Wasserstofftechnologien beim Fraunhofer IWU in Chemnitz: „Die hohen Investitionskosten und begrenzten Produktionskapazitäten erschweren eine flächendeckende Versorgung. Zudem erfordert die spezifische Physik von Wasserstoff neue Sicherheitskonzepte für den Transport und die Speicherung des Gases. Und nicht zuletzt müssen wir eine sichere und leistungsfähige Infrastruktur aufbauen, um die Lieferketten langfristig zu sichern.“

Unabhängige Expertise Sachverständiger als wirtschaftlicher Impulsgeber

Der BVS e.V., als Verband qualifizierter Sachverständiger, liefert fundierte und praxisorientierte Bewertungen für technologische Innovationen. „Wir werden von Unternehmen und Behörden zu Wasserstofffragen konsultiert – unsere Aufgabe ist es, faktenbasierte Antworten zu liefern“, erklärt Dirk Hennig.

Das Fachseminar in Chemnitz verdeutlicht, dass grüner Wasserstoff großes Potenzial bietet, jedoch nur durch realistische Planung und wirtschaftliche Skalierbarkeit zu einem integralen Bestandteil der Energiewende werden kann. Der BVS e.V. wird diese Diskussion weiterhin aktiv vorantreiben und sich für eine sachliche, differenzierte Bewertung der Wasserstofftechnologie einsetzen. In diesem Rahmen sind bereits weitere Fachveranstaltungen geplant, die die neuesten Entwicklungen in der Wasserstoffwirtschaft kritisch begleiten werden.

Über den BVS – Bundesverband öffentlich bestellter und vereidigter sowie qualifizierter Sachverständiger e.V.

Als bundesweit mitgliedsstärkste Vereinigung öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger gehören dem BVS rund 3.000 Sachverständige an, organisiert in 12 Landes- und 13 Fachverbänden. Sie sind auf über 250 Sachgebieten tätig und erfüllen die höchsten Standards im Sachverständigenwesen: Grundsätzlich sind alle Mitglieder öffentlich bestellt und vereidigt, anderweitig durch staatliche Stellen oder durch Gesetz befugte Institutionen hoheitlich beliehen oder zertifiziert. https://www.bvs-ev.de/

Neue Untersuchungen bestätigen Zusammenhang zwischen Weichmachern in Kinderurin und Verwendung von Sonnenschutzmitteln

Duisburg, 25. Februar 2025 - Maßnahmenpaket eingeleitet: Hersteller und Überwachungsbehörden arbeiten an Minimierung – bundesweites Monitoring – Sonnenschutzcremes sollten weiter verwendet werden

Aktuelle Untersuchungsergebnisse des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) sowie der Chemischen und Veterinäruntersuchungsämter (CVUÄ) in Nordrhein-Westfalen bestätigen den Zusammenhang, dass der Weichmacher DnHexP (Di-n-hexyl-Phthalat) aus Verunreinigungen im UV-Filter DHHB (Diethylamino-hydroxybenzoyl-hexyl-benzoat) in Sonnenschutzmitteln stammt.

Bisher untersuchte Sonnenschutzmittel wiesen teilweise Verunreinigungen mit dem Weichmacher DnHexP auf. Dies zeigt sich auch in den Kinderurin-Untersuchungen des LANUV. Die Belastungen liegen jedoch für über 99 Prozent der 250 untersuchten Kinder unterhalb der Schwelle für eine gesundheitliche Besorgnis. Somit ist die Verwendung von Sonnenschutzmitteln in der Regel sicher. Aus Gründen der Vorsorge muss aber sichergestellt sein, dass Sonnenschutzmittel nicht mit DnHexP verunreinigt sind.

Die nordrhein-westfälischen Behörden haben außerdem zusammen mit Kosmetikherstellern, vertreten durch die Fachverbände, herausgefunden, dass es möglich ist, Sonnenschutzmittel so herzustellen, dass der UV-Filter DHHB frei von Verunreinigungen ist. Deshalb wurden Hersteller dazu aufgefordert, vorsorglich ihre Produktion so umzustellen, dass keine schädlichen Weichmacher mehr messbar sind.

Alle Bewertungen sind weiterhin vorläufig, da die bundesweit laufende Ursachenforschung noch nicht abgeschlossen ist. Im laufenden Jahr soll es ein neues bundesweites Monitoring geben, um einen neuen Orientierungswert für die technische Vermeidbarkeit von DnHexP im UV-Filter DHHB abzuleiten.

• Ergebnisse der Kinderurin-Untersuchungen des LANUV (KiSA-Studie)
Das LANUV untersucht regelmäßig im Auftrag des Umweltministeriums Nordrhein-Westfalen den Urin von 250 Kindern im Alter von zwei bis sechs Jahren auf verschiedene Schadstoffe wie Weichmacher, Pestizide oder Konservierungsmittel. Im Januar 2024 hatte das Landesamt erstmals Mono-n-hexyl-Phthalat (MnHexP), ein Stoffwechselabbauprodukt des Weichmachers DnHexP, im Kinderurin gefunden.

Der Weichmacher DnHexP darf seit 2019 nicht mehr in kosmetischen Mitteln enthalten sein, weil er im Verdacht steht, die Fruchtbarkeit zu schädigen. In einer früheren Auswertung des LANUV vom März 2024 konnte bereits gezeigt werden, dass es einen Zusammenhang zwischen der Nutzung von Sonnencreme und erhöhten MnHexP-Belastungen im Urin der Kinder gibt.

Das LANUV hat daraufhin im Jahr 2024 zwei weitere Nachweisverfahren geführt, die zum einen bei einer erneuten Kontrolle ähnlich auffällige Werte ergaben: In weiteren 250 Kinderurinproben von 2023/2024 wurde bei 55 Prozent der Proben MnHexP nachgewiesen.
• Bei zwei Proben wurden MnHexP-Konzentrationen gemessen, die oberhalb des von der Kommission Human-Biomonitoring im März 2024 abgeleiteten gesundheitlichen Beurteilungswertes (HBM-I-Wert) von 60 Mikrogramm pro Liter lagen. Dieser HBM-I-Wert stellt einen Vorsorgewert für die Allgemeinbevölkerung dar. Bei einer Überschreitung sollte der Messwert kontrolliert, nach Quellen für die Belastung gesucht und diese minimiert werden.

Zum anderen hat das Landesamt in Zusammenarbeit mit den für den gesundheitlichen Verbraucherschutz zuständigen Behörden und Wirtschaftsbeteiligten Sonnenschutzmittel als mögliche Quelle identifiziert.

• „Die neuen Untersuchungsergebnisse bestätigen den Zusammenhang, dass der Weichmacher aus dem verunreinigten UV-A-Filter DHHB in Sonnenschutzmitteln stammt“, erklärt Elke Reichert, Präsidentin des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz. „Wir haben in dieser Studienreihe nicht nur auf eine Belastung mit dem Weichmachermetaboliten geschaut. Wir haben in den Urinproben der Kinder auch nach Stoffwechselprodukten des verunreinigten UV-Filters gesucht. Unsere Ergebnisse bestätigen für einen Großteil der Proben den Zusammenhang zwischen dem Weichmacher und dem kontaminierten UV-Filter.“

„Damit tragen die Ergebnisse des Landesumweltamtes NRW wesentlich zur Aufklärung dieser bundesweiten Problematik bei. Die KISA-Studie des LANUV ist wichtig, um frühzeitig Hinweise auf mögliche Umweltbelastungen zu erhalten und gegensteuern zu können. Je mehr Transparenz und Aufklärung wir schaffen, desto mehr Schutz resultiert daraus am Ende für uns alle“, erklärt Umweltminister Oliver Krischer.

Die Ergebnisse des LANUV zeigen auch, dass mindestens ein Drittel der Kinder Abbauprodukte des UV-Filters aufwiesen, ohne dass der Weichmachermetabolit bei ihnen nachgewiesen wurde. Dies bestätigt, dass die Herstellung von UV-Filtern ohne DnHexP-Verunreinigung möglich ist und dass DnHexP-freie Sonnenschutzprodukte am Markt verfügbar sind.

Ergebnisse der Untersuchungen von Sonnenschutzmitteln durch die Chemischen und Veterinäruntersuchungsämter
Seit Anfang 2024 werden in Nordrhein-Westfalen und anderen Bundesländern verstärkt Untersuchungen von Sonnenschutzmitteln und von sog. UV-A-Filtern durchgeführt. Die CVUÄ in Nordrhein-Westfalen, die für kosmetische Mittel zuständig sind, untersuchten 42 Sonnenschutzmittel.

Die Ergebnisse zeigen, dass die gemäß EU-Kosmetikverordnung festgelegte maximale Einsatzkonzentration von zehn Prozent des UV-A-Filters DHHB in kosmetischen Mitteln bei keinem der untersuchten Produkte überschritten wurde. In 31 (74 Prozent) untersuchten Produkten wurden DHHB-Gehalte nachgewiesen, in elf Sonnenschutzmitteln war kein DHHB nachweisbar. Bei sechs Sonnenschutzmitteln (14 Prozent) wurden DnHexP-Gehalte zwischen 0,8 und 5,9 mg/kg bestimmt. Bei 86 Prozent war kein DnHexP nachweisbar. Die in Nordrhein-Westfalen ermittelten Analyseergebnisse decken sich mit denen anderer Bundesländer.

Neben Sonnenschutzmitteln selbst wurden auch weitere zwölf Proben des Rohstoffes DHHB (UV-A-Filter) analysiert. In allen Proben war DnHexP nachweisbar. Bei zehn Proben lagen die Gehalte zwischen 9,9 bis 69,7 mg/kg; zwei Proben wiesen Gehalte von über 100 mg/kg auf. Die ermittelten Analysenergebnisse zeigen, dass sich die DnHexP-Gehalte im Rohstoff unterscheiden können.

Das Bundesamt für Risikobewertung geht davon aus, dass selbst bei höheren Verunreinigungen ein hinreichender Sicherheitsabstand besteht und eine gesundheitliche Beeinträchtigung daher sehr unwahrscheinlich ist.

Für Verbraucherinnen und Verbraucher bedeuten die Ergebnisse, dass die auf dem Markt bereitgestellten Sonnenschutzmittel sicher sind und dass es auch Sonnenschutzmittel mit DHHB ohne nachweisbare Verunreinigung mit DnHexP gibt.

Verbraucherschutzministerin Silke Gorißen: „Die Chemischen und Veterinäruntersuchungsämter in Nordrhein-Westfalen leisten mit ihren Untersuchungen einen bedeutenden Dienst, um Verbraucherinnen und Verbraucher vor gesundheitlichen Gefahren, Irreführung und Täuschung zu schützen."

Das Verbraucherschutzministerium Nordrhein-Westfalen schließt sich weiterhin allgemein der geltenden Empfehlung an, dass Verbraucherinnen und Verbrauchern keinesfalls auf Sonnenschutzmittel verzichten sollen, denn UV-Strahlung ist nach wie vor die Hauptursache für die Entstehung von Hautkrebs.

Umfangreiches Maßnahmenpaket eingeleitet
Aufgrund der Zusammenhänge haben die zuständigen Lebensmittelüberwachungsbehörden und die Wirtschaftsbeteiligten Maßnahmen zur weiteren Minimierung der Verunreinigungen eingeleitet.

Zentral wird dabei die Herstellung von DHHB so umgestellt, dass das Vorkommen von Verunreinigungen auf ein technisch machbares Minimum reduziert wird.
Die Umsetzung entsprechender Maßnahmen wird von den Lebensmittelüberwachungsbehörden kontrolliert.
Beim bundesweiten Monitoring 2025 soll ein analytisch ermittelter Orientierungswert für die technische Vermeidbarkeit von DnHexP im UV-A-Filter DHHB abgeleitet werden.
Auf EU-Ebene hat der wissenschaftliche Ausschuss für Verbrauchersicherheit (SCCS) den Auftrag erhalten, die Reinheit des UV-Filters in Sonnenschutzmittel neu zu bewerten.


Um die Bewertungsprozesse zu unterstützen, werden das nordrhein-westfälische Umweltministerium und das Verbraucherschutzministerium die aktuellen Untersuchungsergebnisse einspeisen.
Das LANUV setzt die regelmäßigen Untersuchungen von Kinderurin auf MnHexP im Rahmen der LANUV-KiSA-Studie fort.
Hintergrund

Weichmacher gehören zu den vom LANUV untersuchten Stoffen. Eine wichtige Weichmacher-Gruppe sind die Phthalate. Diese Stoffe werden im Körper des Menschen in sogenannte Metaboliten umgewandelt und mit dem Urin ausgeschieden. Viele Phthalate sind für die Gesundheit des Menschen schädlich, da sie Effekte auf das Fortpflanzungssystem haben. Für eine Reihe von Phthalaten bestehen deshalb umfangreiche Verwendungsbeschränkungen. Vom LANUV werden aktuell insgesamt 35 Phthalat-Metaboliten im Urin von Kindern untersucht.

• Allen an der Studie teilnehmenden Erziehungsberechtigten bietet das LANUV eine umfassende umweltmedizinische Beratung zu den ermittelten Ergebnissen an. Kinder mit Überschreitungen können eine Nachuntersuchung erhalten. Außerdem bietet das LANUV den Erziehungsberechtigten an, nach den möglichen Quellen für die erhöhte Belastung zu suchen.

Das LANUV untersucht regelmäßig im Auftrag des NRW-Umweltministeriums die Schadstoffbelastung von Kindern aus Nordrhein-Westfalen (KiSA-Studie NRW). Alle drei Jahre wird seit 2011 der Urin von jeweils 250 Kindern im Alter von zwei bis sechs Jahren auf verschiedene Schadstoffe wie Weichmacher, Pestizide oder Konservierungsmittel analysiert.
Der nächste reguläre Durchgang erfolgt in den Jahren 2026/27. Solche Untersuchungen wie die KiSA-Studie NRW werden als Human-Biomonitoring bezeichnet. Mit den LANUV-Daten aus dem Human-Biomonitoring lassen sich zeitliche Veränderungen in der Schadstoffbelastung der Kinder aufzeigen. Sie dienen als Frühwarnsystem für das Erkennen von Belastungen mit Schadstoffen.

Informationen zur Studie des LANUV:
https://www.lanuv.nrw.de/themen/umwelt-und-gesundheit/umweltmedizin/umweltepidemiologie/schadstoffe-im-urin-von-kindern-bestimmung-von-schadstoffen-im-urin-von-kindern-aus-nrw

Duisburg, 24. Januar 2025 - Europas Gewässer sind in schlechtem Zustand: Über die Hälfte von ihnen ist chemisch stark belastet. Kein Wunder – täglich werden in Europa in Industrie und Landwirtschaft bis zu 70.000 verschiedene Chemikalien eingesetzt. Forschende der Universität Duisburg-Essen haben jetzt eine neue Methode entwickelt, um verschmutzte Gewässer zu reinigen.


Ihre aktuelle Studie zeigt*, dass fossilen Überresten von Kieselalgen (Diatomeen) Schadstoffe effizient aus dem Wasser entfernen können, nachdem sie chemisch modifiziert wurden.
Nahaufnahme der Kieselalgen aus der Algensammlung der Universität Duisburg-Essen, Gut zu erkennen sind unterschiedliche Porengrößen. Copyright: UDE/Arbeitsgruppe Phykologie/CCAC

Über 500 Chemikalien finden Forschende in Europas Flüssen, sie gelangen durch Industrie und Landwirtschaft ins Gewässer und bedrohen die aquatischen Lebensräume. Das Team um Juniorprofessorin Dr. Anzhela Galstyan will die Chemikalien jetzt mit Algen beseitigen.

Nahaufnahme der Kieselalgen aus der Algensammlung der Universität Duisburg-Essen, Gut zu erkennen sind unterschiedliche Porengrößen. Copyright: UDE/Arbeitsgruppe Phykologie/CCAC


Kieselalgen sind mikroskopisch kleine einzellige Organismen, die in Gewässern leben und eine Zellwand aus Kieselsäure (Siliziumdioxid) besitzen. Dank seiner porösen Struktur kann es eine Vielzahl von Schadstoffen aufnehmen“, erklärt Galstyan.

In der Studie testeten die Forschenden Kieselalgenschalen an zwei exemplarischen Schadstoffen, die häufig aus der Textilindustrie in Flüsse und Grundwasser gelangen: Methylenblau und Methylorange. Um die Adsorptionsfähigkeit zu verbessern, wurde das Kieselgur chemisch modifiziert, indem seine Oberfläche mit speziellen funktionellen Gruppen versehen wurde. „Das könnte problemlos auch in industriellem Maßstab umgesetzt werden“, betont die Juniorprofessorin für Nanomaterialien in aquatischen Systemen.

Im Labor wurde das Kieselgur unter verschiedenen Bedingungen getestet, etwa bei unterschiedlichen Salzkonzentrationen und pH-Werten. Die Ergebnisse sind gut: Unabhängig von den Bedingungen entfernte das Material die Schadstoffe gleichbleibend effektiv.


Zum Vergleich zogen die Forschenden Silica heran, ein Material, das bereits in der Wasserreinigung etabliert ist. Kieselgur schnitt deutlich besser ab: Nach einer Stunde wurden bis zu 100 Prozent des Methylenblaus entfernt, das Silicia hingegen entfernte in der selben Zeit nur 88% des Farbstoffs. Beim Methylorange nahmen sowohl Silica als auch Kieselgur etwa 70 Prozent des Schadstoffs auf.

„Wir sehen in Kieselgur eine umweltfreundliche und kostengünstige Lösung zur Wasseraufbereitung“, resümiert Galstyan. Der große Vorteil: Algen sind ein nachwachsender Rohstoff und lassen sich mit minimalem Energieaufwand züchten – ganz im Gegensatz zum etablierten Filtermaterial Aktivkohle.

Nun prüfen die Forschenden, wie Kieselgur in Membranen zur Wasserreinigung eingesetzt werden kann. Dank der weltweit größten Algensammlung, die an der Universität Duisburg-Essen beheimatet ist, sind die Voraussetzungen für die Entwicklung dieser umweltfreundlichen Technologie optimal.

* C. A. Ojike, V. Hagen, B. Beszteri, A. Galstyan, Surface-Functionalized Diatoms as Green Nano-Adsorbents for the Removal of Methylene Blue and Methyl Orange as Model Dyes from Aqueous Solution. Adv. Sustainable Syst. 2025, 2400776. https://doi.org/10.1002/adsu.202400776

Membrantechnologie im Wasser- und Energiemanagement
Wichtiger Beitrag zur Versorgung in Afrika

Duisburg, 14. Januar 2025 - Auf dem afrikanischen Kontinent wächst die Bevölkerung stetig. Sie mit sauberem Wasser und ausreichend Energie zu versorgen, stellt für die Staaten eine Herausforderung dar. Die Membrantechnologie könnte innovative und nachhaltige Lösungen liefern. Im internationalen Projekt „WE-Africa, Membrane Knowledge Hub“ wollen Forschende und Partner aus der Wirtschaft deshalb eine Hochschul-Industrie-Plattform für nachhaltiges Wasser- und Energiemanagement in Afrika etablieren. Es wird von der Universität Duisburg-Essen (UDE) geleitet und koordiniert.


Der Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) fördert es für vier Jahre mit knapp 800.000 Euro.

Besuch einer Trinkwasseraufbereitungsanlage in Ghana: Prof. Dr. Michael Eisinger (ZWU-Geschäftsführer) (l.) und Hasan Idrees (Mitarbeiter am Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik/Wassertechnik) (M.)..Foto © KNUST/Ghana

Die Membrantechnologie spielt eine zentrale Rolle beim nachhaltigen Wasser- und Energiemanagement. Beispielsweise ist der Einsatz von Membranen beim Entsalzen von Meerwasser energiesparender verglichen mit anderen Methoden. Außerdem werden Membrane verwendet, um Schadstoffe aus Abwässern zu filtern, und in Brennstoffzellen eingesetzt, wandeln sie Wasserstoff effizient in Elektrizität um.

Im Projekt, das vom Zentrum für Wasser- und Umweltforschung (ZWU) der UDE koordiniert wird, soll nun an Partneruniversitäten in Ägypten, Ghana und Marokko ein Membrane Technology Knowledge Hub entstehen. Dort werden für Studierende und Fachkräfte Online-Kurse zur Membrantechnik im Wasser- und Energiemanagement angeboten. Gleichzeitig sammeln die Studierenden in Unternehmen praktische Erfahrungen. In Intensivkursen zum Unternehmertum erfahren sie, wie sie aus ihren Ideen ein Geschäftsmodell entwickeln und in den lokalen Markt einbringen können.


„Wir unterstützen mit dem Projekt den Wissensaustausch, den Aufbau von Kapazitäten und den Technologietransfer“, erklärt Leiter Dr. Stefan Panglisch, UDE-Professor für Mechanische Verfahrenstechnik/Wassertechnik. „Damit leisten wir einen wichtigen Beitrag zur sozioökonomischen Entwicklung und zum Umweltschutz in Afrika.“


Die UDE ist Teil der Ghana-NRW Universitätsallianz. „WE-Africa, Membrane Knowledge Hub“ leiste einen wichtigen Beitrag, diese Kooperation zu intensivieren, betonte Prof. Dr. Karen Shire, Prorektorin für Universitätskultur, Diversität und Internationales, kürzlich bei der Auftaktveranstaltung des Projekts. Dazu waren Verteter:innen von Partneruniversitäten aus Ägypten, Ghana und Budapest an den Essener Campus gekommen.

Weitere Informationen: https://www.uni-due.de/zwu/we_africa.php

Duisburg, 13. Januar 2025 - Rund 12 Prozent des Trinkwassers in Deutschland stammen aus Seen und Talsperren. Deren Zustand wird maßgeblich von den darin lebenden Organismen bestimmt. Der Klimawandel, Umweltverschmutzungen und invasive Arten wie Blaualgen gefährden jedoch die Biodiversität – und damit die Qualität des Trinkwassers.

Im Forschungsprojekt IQ Wasser* untersucht ein interdisziplinäres Team der Universität Duisburg-Essen die mikrobiologische Biodiversität mithilfe von Umwelt-DNA-Analysen. Ziel ist die Entwicklung eines KI-gestützten Frühwarnsystems, das Veränderungen in der Wasserqualität erkennt.

Das Team untersucht die Wasserqualität und Biodiversität der Talsperre Kleine Kinzig in den nächsten drei Jahren. Copyright: TZW, Michael Hügler

„Etliche Lebewesen tragen zur Wasserqualität in Trinkwasserreservoiren bei“, erläutert Dr. Julia Nuy aus der Umweltmetagenomik am Research Centre One Health. „Muscheln filtern Partikel aus dem Wasser, Bachflohkrebse zerkleinern organisches Material, und bestimmte Bakterien verstoffwechseln Stickstoff oder Kohlenstoff.“ Dabei gilt: Je höher die Artenvielfalt, desto stabiler bleiben ökologische Dienstleistungen wie etwa das Filtern des Wassers.

Die Rolle der Biodiversität und insbesondere die mikrobiologische Vielfalt wird bei der Bewertung der Wasserqualität bislang jedoch kaum berücksichtigt. Mikroorganismen wie Bakterien übernehmen dabei wesentliche Funktionen im Ökosystem, bergen aber auch Risiken, wie etwa Cyanobakterien (Blaualgen), die sich bei steigenden Temperaturen ausbreiten.

In den nächsten drei Jahren nimmt das interdisziplinäre Team vier Mal pro Jahr Proben in der Wahnbachtalsperre und in der Talsperre Kleine Kinzig. „Nach der Filterung extrahieren wir die DNA und sequenzieren sie vollständig“, erläutert Dr. Julia Nuy, die das Teilvorhaben Mikrobielle Ökologie und Biodiversität leitet.

„Damit arbeiten wir genom-aufgelöst und können aus kleinen Fragmenten nahezu vollständige Genome rekonstruieren, das gibt präzise Einblicke in die mikrobielle Vielfalt und die Dienstleistungen eines Ökosystems“, erklärt Dr. Julia Nuy. „Anhand der Genome können wir beispielsweise erkennen, ob Bakterien Stickstoff oder Kohlenstoff verstoffwechseln – eine zentrale Funktion für das Ökosystem“.

Ein weiterer Fokus liegt auf dem Pathogenitätspotenzial: „Wir untersuchen, wie sich Antibiotikaresistenzen zeitlich entwickeln, ob bestimmte Resistenzgene nur in spezifischen Bakterien vorkommen oder in einer breiten Vielfalt von Mikroorganismen. Zudem analysieren wir, ob aktuelle Trends beim Antibiotikaeinsatz in den untersuchten Bakterien nachweisbar sind“, so Nuy.

Die gewonnenen Daten fließen in KI-Modelle ein, die Umweltveränderungen und ihre Auswirkungen auf die Biodiversität vorhersagen. „Unser Ziel ist es, ein Frühwarnsystem für Trinkwasserversorger zu schaffen“, betont Nuy. „So können potenzielle Gefahren wie Algenblüten oder antibiotikaresistente Keime frühzeitig erkannt und gezielte Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.“

* IQ Wasser wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit etwa zwei Millionen Euro gefördert und vom TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser koordiniert. Weitere Partner sind das Fraunhofer-Institut IOSB, das Museum für Naturkunde Berlin sowie bbe Moldaenke GmbH und Ident Me GmbH.

Entwicklung nachhaltiger, zirkulärer Lösungen in der Gebäudetechnik  
Oberhausen/Duisburg, 8. Januar 2025 - Im Rahmen des neuen Projekts »CircularInFoam« entwickeln Forschende des Fraunhofer CCPE nachhaltige, zirkuläre Dämmstoffe auf Basis von Rezyklaten und Biopolymeren. Angesichts der Herausforderungen im Gebäudesektor, der für 35 % des Endenergieverbrauchs in Deutschland verantwortlich ist, zielt das Projekt darauf ab, Wärmeverluste zu reduzieren und die Klimaneutralität bis 2045 zu unterstützen. Vorarbeiten werden bereits auf der BAU 2025 in München präsentiert.

PLA-Partikelschaum als nachhaltiger Dämmstoff in der Gebäudetechnik  © Fraunhofer ICT


Der Gebäudesektor in Deutschland ist nicht nur für rund 35 % des Endenergieverbrauchs, sondern auch für 30 % der CO2-Emissionen verantwortlich. Um die Klimaneutralität bis 2045 zu erreichen, ist es unerlässlich, Wärmeverluste durch die Gebäudehülle zu reduzieren. Neben zahlreichen anderen Maßnahmen, wie dem Austausch von Heizungsanlagen, Fenstern und Türen, müssen Undichtigkeiten beseitigt und das Mauerwerk verstärkt gedämmt werden.


Jährlich werden rund 11,5 Mio. m³ Polystyrol-Dämmstoffe in Deutschland eingesetzt, und die Nachfrage steigt. Polystyrol-Schaumdämmstoffe machen einen Marktanteil von etwa 30 % aus. Benötigte Brandklassen können aber nur mit halogenhaltigen Flammschutzmitteln erreicht werden, die aufgrund ihrer Herstellung und Nutzung kritisch zu betrachten sind.


Im Rahmen der EU-Gebäudeeffizienzrichtlinie sollen bis 2030 16 % und bis 2035 bis zu 22 % Energieeinsparungen im Vergleich zu 2020 erzielt werden. Dies kann nur mit nachhaltigen Dämmmaterialien erreicht werden. Nachhaltige Polymere und halogenfreie Flammschutzmittel Daher haben die Fraunhofer Institute LBF, ICT und IBP im Rahmen des Fraunhofer CCPE das Projekt »CircularInFoam« neu gestartet.


Ziel ist die Entwicklung von thermoplastischen Schäumen für den Einsatz als nachhaltige Dämmstoffe, die auf Rezyklaten und Biopolymeren basieren. Hierbei steht der Einsatz nachhaltiger Polymere und halogenfreier Flammschutzmittel im Fokus. Angesichts strengerer regulatorischer Anforderungen optimiert das Projektteam die Flammschutzeigenschaften des neuen Dämmstoffs weiter.


Das Projekt berücksichtigt nicht nur technische, sondern auch gesellschaftliche und regulatorische Anforderungen und bietet das Potenzial, nachhaltige Dämmstoffe weiter voranzubringen. Die Vorgehensweise gliedert sich in sechs Arbeitspakete, die von der Auswahl geeigneter Flammschutzmittel über die Prozessentwicklung bis zur Analyse und bauphysikalischen Bewertung der hergestellten Schäume reichen. Interessierte Industrieunternehmen sind eingeladen, sich zu melden, um als Partner eingebunden zu werden und die Marktakzeptanz zu sichern.


Die Ergebnisse werden abschließend aufbereitet und in einem Leitfaden veröffentlicht. Die Fraunhofer Institute ICT und das IBP präsentieren den aktuellen Stand der ins Projekt einfließenden Komponenten nachhaltige Dämmstoffe und halogenfreier Flammschutz auf der BAU 2025, München, 13. bis 17. Januar 2025, Stand 528, Halle C2.

Düseldorf/Duisburg, 27. Dezember 2024 - Die Entscheidung der EU-Kommission, einen GOVSATCOM Hub des EU- Programms IRIS² (Infrastructure for Resilience, Interconnectivity and Security by Satellites) am Standort Köln anzusiedeln, markiert einen Meilenstein für die Raumfahrt in Nordrhein-Westfalen. Mit dem Hub wird nicht nur ein zentraler Baustein für Europas sichere Satellitenkommunikation geschaffen, sondern auch die strategische Bedeutung des Raumfahrtstandortes Köln weiter ausgebaut.


Der GOVSATCOM Hub dient als hochsicherer Netzwerkknoten, über den satellitengestützte Kommunikationsdienste für sicherheitskritische Anwendungen bereitgestellt und gesteuert werden. Er ermöglicht beispielsweise Behörden, Katastrophenschutz und anderen öffentlichen Institutionen eine resiliente und störungsfreie Kommunikation – auch in Krisensituationen. Ministerpräsident Hendrik Wüst: „Dass die Entscheidung für das GOVSATCOM Hub auf Köln gefallen ist, unterstreicht ein weiteres Mal die herausragende Bedeutung Nordrhein-Westfalens als zentraler Standort für Luft- und Raumfahrt in Europa.


In diesem Jahr haben wir bereits das einzigartige Trainings- und Technologiezentrum LUNA in Köln eröffnet. Jetzt folgt die Beteiligung am IRIS²-Programm zur Satellitenkommunikation der Europäischen Union. Beides zeigt: Der Weg in den Weltraum führt über Nordrhein-Westfalen. Mit dieser Investition in das GOVSATCOM Hub schaffen wir eine sichere Kommunikationsinfrastruktur und legen den Grundstein für einen zusätzlichen Innovationsstandort, von dem die gesamte Region nachhaltig profitiert.


Insbesondere Köln wird als Knotenpunkt für Weltraumforschung gestärkt und leistet einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung technologischer Innovationen.“ Wirtschafts- und Klimaschutzministerin Mona Neubaur: „Der Standort Köln entwickelt sich Schritt für Schritt zum führenden Kompetenzzentrum für Raumfahrt und Zukunftstechnologien in Europa. Hier finden Spitzenforscherinnen und -forscher attraktive Bedingungen und eine strategische günstige Lage, die eine intensive internationale Zusammenarbeit über Forschungsbereiche hinweg ermöglicht.


Der GOVSATCOM Hub wird als Schnittstelle für sichere und schnelle Kommunikationssysteme einen wichtigen Beitrag zu mehr Resilienz und Souveränität in Europa leisten und die Grundlagen für neue Technologie-Anwendungen schaffen. Das zeigt: Wir haben in Nordrhein-Westfalen das Wissen und die Fähigkeiten, mit wegweisenden Innovationen Zukunft zu gestalten. Gemeinsam mit unseren Partnern vor Ort werden wir die Entwicklung der Weltraumforschung in Köln weiter nach Kräften unterstützen.“ 


Der Standort Köln, Heimat des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie zahlreicher internationaler Partner wie der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), bietet mit seiner einzigartigen Infrastruktur ideale Voraussetzungen für die Integration des GOVSATCOM Hubs. Zuletzt hat die Landesregierung den Standort mit der Förderung der LUNA-Halle zur Simulation von Mondmissionen vorangetrieben.


Der GOVSATCOM Hub wird nicht nur die bestehende Infrastruktur erweitern, sondern auch als Katalysator für weitere Ansiedlungen in der Raumfahrt- und Hightech-Branche dienen. Die Landesregierung hat aktiv dazu beigetragen, den GOVSATCOM Hub nach Nordrhein-Westfalen zu holen. Mit der Zusage, die Ausgaben für die Errichtung eines Gebäudes am Standort bis zu einer Höhe von maximal 50 Millionen Euro zu übernehmen, hat das Land entscheidend zum Erfolg der Bewerbung beigetragen.


Die laufenden Betriebskosten werden von der EU-Kommission getragen. Die Landesregierung wird weiterhin eng mit dem Bund, der EU und den beteiligten Partnern zusammenarbeiten, um den GOVSATCOM Hub erfolgreich in die bestehenden Strukturen einzubinden und die langfristige Entwicklung des Raumfahrtstandorts Köln zu sichern.