Wie wichtige Innovationen gegen die Klimakrise in Eindhoven konzipiert werden - Hintergrundbeleuchtung - VPRO

2022-09-17 08:43:46 By : Ms. Stacy Zhang

COOKIES & DATENSCHUTZASML hat sich zu einem milliardenschweren Unternehmen mit großem technologischem und geopolitischem Einfluss entwickelt.Aber in der Region Eindhoven passiert noch viel mehr.Was können wir in den kommenden Jahren erwarten?Mit rund 200 Milliarden Euro ist das Veldhovener Unternehmen ASML das wertvollste Unternehmen der Niederlande.Die Mikrochips von ASMLs Maschine sind in unserem Smartphone, Fernseher, Auto oder jedem erdenklichen elektronischen Produkt.Die ganze Welt hängt von den Maschinen von ASML ab, die alle aus der Region Eindhoven stammen.Gibt es in den Niederlanden technologische Entwicklungen, aus denen die nächste globale Supermacht erblühen kann?Kurz gesagt: ja.Die Investmentfirma Blackrock prognostiziert, dass die größten und einflussreichsten Unternehmen der Zukunft in den Bereichen Nachhaltigkeit, Energiewende und Klima innovativ sein werden.Technologie wird eine entscheidende Rolle bei der Lösung der Klimakrise spielen, erwartet auch Peter Werkhoven, Chief Scientific Officer bei TNO.Die niederländische Fertigungsindustrie hat sich in den letzten Jahren für diesen Markt vorsortiert.Dass diese Entwicklungen hauptsächlich in der Region Eindhoven stattfinden, hat mit zwei Dingen zu tun.Erstens die Zusammenarbeit zwischen öffentlichen und privaten Parteien innerhalb von Brainport Eindhoven.Der Erfolg von Philips hat in den letzten Jahrzehnten eine umfangreiche Fertigungsindustrie geschaffen.„Die Zusammenarbeit zwischen TU/Eindhoven, Philips, ASML und jüngeren Unternehmen in der Region ist enorm“, betont Marc Hendrikse, Vorsitzender von Holland High Tech, einer Organisation, die Innovationen fördert.„Das ist entscheidend für den Erfolg.“ASML befindet sich in Veldhoven, angrenzend an Eindhoven und westlich des High Tech Campus, wo 260 High-Tech-Unternehmen angesiedelt sind.Dank des Erfolgs von Philips im vergangenen Jahrhundert ist der Elektronik- und Mechatroniksektor in diesem Umfeld gewachsen.ASML entstand ebenfalls innerhalb der Mauern von Philips und verdankt sein Wachstum der Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Parteien in diesem Bereich.„Bei Brainport sind wir Philips zu Dank verpflichtet, das bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts viel Geld in Innovationen investiert hat.“„Die intensive Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und Wissenseinrichtungen kommt im Brainport Eindhoven zusammen“, sagt Peter Werkhoven von TNO.Ihm zufolge ist diese Zusammenarbeit zwischen öffentlich und privat die große Stärke der Niederlande.Hier sind zum Beispiel die Materialketten sehr gut organisiert.In den letzten Jahren wurde laut Hendrikse Innovation zunehmend mit der Produktrealisierung in der Region verknüpft.Ein weiterer Grund für den Erfolg von Eindhoven ist das Know-how im Bereich der Dünnschichttechnologie.„Die Niederlande sind führend im Bau von Maschinen, die dünne Schichten auf große Flächen auftragen können“, sagt Auke Kronemeijer, Forschungsmanager am Holst Center, der neue Anwendungen für die Dünnschichttechnologie erforscht.Diese Dünnschichttechnologie wird zur Herstellung von Chips mit einer ASML-Maschine verwendet, kann aber für viele weitere technologische Anwendungen verwendet werden.Wir gehen an vier niederländischen Innovationen vorbei, die die Dünnschichttechnologie für neue Anwendungen nutzen, alle mit der Klimakrise als gemeinsames Motiv.Diese Eindhoven-Entwicklungen haben das Potenzial, in Zukunft genauso wichtig zu werden wie die Maschinen von ASML.Wir nutzen die Dünnschichttechnologie schon lange in Fernsehbildschirmen und zur Herstellung von Mikrochips.„In den Niederlanden können wir diese Dünnschicht-Technologie nun auch auf sehr großen Flächen anwenden und damit für den Einsatz in Batterien und Solarzellen geeignet machen“, sagt Kronemeijer.Bei der Dünnschichttechnik wird mit einem speziellen Verfahren eine hauchdünne Schicht eines chemischen Materials aufgetragen.Abhängig vom Material, aus dem die dünne Schicht besteht, sind viele verschiedene Anwendungen möglich.Der Spiegel ist vielleicht das bekannteste Dünnschichtprodukt.Hinter einer Glasscheibe wird eine dünne Metallschicht aufgetragen.Heute kann eine solche aufgetragene Schicht Nanometer dünn sein und dient der Energiespeicherung.Laut Hendrikse lassen sich viele Schlüsseltechnologien, die in Eindhoven entwickelt werden, auf die Dünnschichttechnologie reduzieren.Die Nachfrage nach Batterien steigt mit der Elektrifizierung unseres Verkehrs rapide an.Aber der Standard-Lithium-Ionen-Akku nutzt die Energie nicht sehr effizient und fängt manchmal Feuer.In den Niederlanden werden zwei neue Arten von Batterietechnologien entwickelt, die versprechen, mehr Energie zu speichern, schneller zu laden und viel sicherer zu sein.Das Unternehmen Leyden Jar entwickelt eine Batterie, die bis zu 70 Prozent mehr Energie speichern kann.Denn sie ersetzen die herkömmliche Graphitanode durch das Element Silizium.Zum Aufbringen des Siliziums auf die Anode wird Dünnschichttechnologie verwendet.In den Niederlanden werden laut Kronemeijer nicht gleich ganze Batteriefabriken entstehen.„Um sich weiterentwickeln zu können, muss man damit beginnen, funktionierende Teile an bestehende Produktionsketten zu liefern.“Auch für LionVolt, das an einer Festkörperbatterie arbeitet, ist die Dünnschichttechnologie ein wichtiger Baustein.Dieses Start-up entstand 2020 als Spin-off von TNO und dem Holst Center.Bei der LionVolt-Batterie wird der Festkörperelektrolyt in dünnen Schichten gedruckt und übereinander gestapelt.Die Batterie ist daher viel leichter, energieeffizienter und deutlich weniger brandgefährlich.LionVolt gibt an, dass der Akku in zehn Minuten vollständig aufgeladen werden kann.Um die aufkommende Batterietechnologie zu unterstützen, arbeitet das Battery Competence Center an einem Ökosystem für Materialien, Maschinen und Märkte für niederländische Batterietechnologie.Unternehmen verschiedener Branchen werden zusammengebracht, um Anwendungen mit der neuen Batterietechnologie zu entwickeln.Denken Sie zum Beispiel an ein verbessertes Batteriemanagementsystem oder eine skalierbare Recyclingstrategie für gebrauchte Batterien.Was wäre, wenn wir die Lichtgeschwindigkeit zur Übertragung von Informationen nutzen könnten?Die Lichtgeschwindigkeit ist die schnellste bekannte Geschwindigkeit in unserem Universum.Da Lichtteilchen (Photonen) keinen Widerstand erfahren, können Informationen schneller und energieeffizienter transportiert werden, als dies heute in modernen Chips möglich ist.In Eindhoven wird deshalb an „photonischen Chips“ gearbeitet.Auf einem solchen Chip sind elektronische Funktionen und photonische Funktionen gemeinsam integriert, weshalb häufig von „integrierter Photonik“ gesprochen wird.Die Niederlande haben den Ehrgeiz, weltweit führend in der integrierten Photonik zu werden.Dieser niederländische Ehrgeiz hat gute Aussichten auf Erfolg, denn die Forschung zur Integration von Photonik in den Niederlanden ist dem Rest der Welt seit Jahren voraus.Unternehmen wie EFFECT Photonics, Smart Photonics und PhotonFirst decken gemeinsam den Markt von der Produktion bis zur Anwendung ab und sind bereits zu großen Playern herangewachsen.Diese Technologie gilt in Eindhoven als das neue Gold, ein Markt, in dem bereits über Milliarden gesprochen wird.In diesem Jahr hat der Nationale Wachstumsfonds dem PhotonDelta-Konsortium eine Förderung in Höhe von 470 Millionen Euro zugesprochen.Mit einigen externen Investitionen wurden insgesamt 1,1 Milliarden Euro Fördermittel für die Entwicklung der integrierten Photonik gesammelt.Aufgrund der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten sieht TNO Werkhoven großes Potenzial in der Photonik-Technologie.Denken Sie an den medizinischen Sektor, den autonomen Transport oder Daten und Telekommunikation.Aufgrund der höheren Geschwindigkeit des Datentransports und des fehlenden Widerstands wird bei der Verwendung von Licht statt Strom viel weniger Wärme freigesetzt.Dadurch wird weniger Kühlung benötigt, wodurch beispielsweise Rechenzentren um ein Vielfaches effizienter arbeiten können.Zudem wird das schnellere 5G-Netz zum Teil durch optische Datenkabel ermöglicht.Höchste Präzision bietet die Lichttechnik beispielsweise auch bei Messinstrumenten.Dies wird bereits in der LiDAR-Technologie verwendet, die Autos autonom fahren lässt.Von dieser Präzision und Effizienz profitiert auch der medizinische Bereich, so Werkhoven.„Das Gesundheitswesen profitiert stark von kleinen, effizienten Sensoren.Nicht nur, um Menschen besser zu machen, sondern auch zur Vorbeugung.“Ein Beispiel für diese Prävention ist der photonische Biosensor von Surfix Diagnostics.Dies ermöglicht die Früherkennung von Blasenkrebs anhand eines einzigen Tropfens Urin.Da der Sensor das Ergebnis innerhalb einer Stunde liefert, muss ein Patient nicht mehr ins Krankenhaus.Das vielleicht beste Beispiel für den Erfolg mit Solarmodulen ist das Start-up Lightyear, das von ehemaligen Teammitgliedern des Solarteams der Technischen Universität Eindhoven gegründet wurde.Lightyear verkauft jetzt ein funktionierendes Elektroauto, das mit der Sonne fährt.Dank der Sonnenenergie, die das Auto mit Paneelen auf dem Dach sammelt, kann ihr erstes Auto, das Lightyear 0, jeden Tag 30 bis 70 Kilometer auf der Sonne fahren.Backlight drehte bereits eine Folge über das Unternehmen, das nun die ersten Autos an Kunden ausliefert.Die Zukunft von Lightyear ist vielversprechend, aber auch abhängig von neuen Innovationen im Bereich der Solarenergie.Diese neuen, besseren Solarzellen könnten einfach aus den Niederlanden kommen.Mit der Dünnschichttechnologie können Sie Solarmodule herstellen, die um ein Vielfaches dünner sind als normale Module.Darüber hinaus ist das Material biegsam und weniger anfällig, wodurch es sich leicht in bestehende Oberflächen wie Autos, Straßen und Dachziegel integrieren lässt.Laut Hendrikse van Holland High Tech haben die Niederlande einen Vorsprung bei dieser Technologie, aber das billige chinesische Angebot an konventionellen Solarmodulen macht es schwierig, auf dem Markt zu wachsen.Im Solliance Consortium arbeiten Forschungsinstitute zusammen, um die Technologie weiterzuentwickeln und kostengünstiger zu machen.„Weil die Zusammenarbeit in den Niederlanden so gut läuft, ist die Integration von Solarzellen in andere Objekte viel einfacher“, sagt Werkhoven.Er erwähnt auch den jüngsten Erfolg mit zwei Solarzellen übereinander.„Durch das Übereinanderlegen zweier transluzenter Zellen erreicht man statt 20 Prozent eine Ausbeute von 40 Prozent.Dies befindet sich noch in der Entwicklung, aber der Markt kann sich ändern.'Noch immer werden weltweit jährlich 40 Gigatonnen CO2 von der Menschheit emittiert.Kann das CO2 nicht auch aus der Luft gefiltert werden?Möglich wird dies mit einer Technologie namens Direct Air Capture (kurz DAC).Aber das kostet im Moment noch viel Geld und Energie.Das niederländische Unternehmen Carbyon will das Filtern von CO2 aus der Luft billiger und effizienter machen.Carbyon ist ebenfalls im Brainport-Umfeld angesiedelt und profitiert von der Zusammenarbeit mit Parteien wie ASML.Die Membran, die CO2 aus der Luft filtert, wird mit den Produktionstechniken hergestellt, die auch für Chips verwendet werden.Diese Zusammenarbeit bietet einen Kostenvorteil und erleichtert die schnelle Skalierung der Produktion.Der Markt für die CO2-Abscheidung ist noch relativ klein und teuer, aber die Technologie wird in verschiedenen Anwendungen getestet.Wo Carbyon einen Turm baut, experimentiert das TU/ecomotive-Team aus Eindhoven mit einem Auto, das während der Fahrt CO2 aus der Luft filtert.Alles mit dem Ziel, bis 2050 so viel CO2 einzufangen, wie die Menschheit auf jeden Fall ausstößt.Laut Werkhoven haben die Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Konsortien in der Brainport-Region Eindhoven im Vergleich zum Rest der Welt ein Alleinstellungsmerkmal: die intensive Zusammenarbeit.Das bedeutet seiner Meinung nach nicht sofort, dass wir innerhalb einer Branche die Besten der Welt werden.Dafür ist es wichtig, die gesamte Produktionskette im Griff zu haben oder in einem wesentlichen Teil davon sehr gut zu sein.Im Fall von ASML ist das ein Monopol auf die Maschinen zur Chipherstellung.Ob die Unternehmen und Technologien aus diesen Branchen tatsächlich zu Milliardenkonzernen heranwachsen, ist oft noch eine Frage des Geldes und starker Konkurrenz durch Unternehmen aus Weltmächten wie den USA und China ausgesetzt.Darüber hinaus ist es vielleicht nicht das Wichtigste, „der Allerbeste“ zu sein, wenn es darum geht, Lösungen für die Klimakrise zu finden.Hauptsache, es beteiligen sich möglichst viele Parteien.Und das ist in Eindhoven kein Problem.Jeden Samstagmorgen frische Zukunftsnachrichten in Ihrem Posteingang.Verpassen Sie keine einzige Geschichte über die Zukunft von Technologie, nachhaltigem Leben, Arbeit, Glück, Wirtschaft und Politik.Um informiert zu bleiben?Abonnieren Sie unseren Newsletter oder folgen Sie uns in den sozialen Medien.Wir sind VPRO Backlight.Mit unseren Hintergrundgeschichten erkunden wir die Zukunft: im Fernsehen, im Internet und in unserem Podcast.Wie wird die Welt von morgen aussehen?Wir werden dies mit Ihnen besprechen.→ alle Folgen → alle Artikel → alle Themen