Karlsruher Institut für Technologie ( KIT)

CO2 ist nicht das einzige Gas, das den Klimawandel antreibt. Vom Menschen verursachte Emissionen von Methan tragen zu einem guten Drittel zur Erwärmung des Planeten bei. Dabei ist Methangas ein deutlich stärker wirkendes Treibhausgas als CO2. Die gute Nachricht: Methan verbleibt nur relativ kurz in der Atmosphäre. Nach etwa einem Jahrzehnt wird es durch chemische Reaktionen in der Troposphäre ausgewaschen, während CO2 viele tausend Jahre seine klimaschädlichen Wirkungen entfalten kann. Mit einer entschiedenen Reduktion von Methanemissionen haben wir somit eine Art Notbremse in der Hand. Sie wirkt kurzfristig und kann den Klimakollaps vielleicht noch verhindern. Die EU Methan-Verordnung von 2024 verpflichtet die Mitgliedsländer deshalb zu einer strengeren Überwachung der Methanemissionen im Energiesektor. Er ist für 40 % der menschengemachten Methanemissionen verantwortlich, was ihn nach der Landwirtschaft zur zweitgrößten Quelle macht. Lecks in Pipelines und Förderanlagen sollen schnell entdeckt und geschlossen werden. Deutschland hat sich verpflichtet, seine Methanemissionen bis 2030 um ein Drittel zurückzufahren. Auf der Zugspitze betreibt der Campus Alpin des Karlsruher Instituts für Technologie ein hochmodernes Observatorium zur Messung von Spurengasen. Dort verzeichnet man seit 2007 einen deutlichen Anstieg der Methankonzentrationen.

Gesprächspartner: Dr. Ralf Sussmann, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Campus Alpin

Campus Report vom 27. Januar 2026

Auf der molekularen Ebene ist vieles anders als in der Makrowelt, in der wir im Alltag leben. So zeigt auch Wasser in lebenden Zellen überraschende Effekte. Seit langem streiten sich Chemiker darüber, wie Wasser die Bindung darin gelöster Moleküle beeinflusst. Verhalten Wassermoleküle sich als neutrales Medium? Oder verstärken sie nicht vielmehr die Bindekräfte der darin gelösten Moleküle? Forschenden des Karlsruher Instituts für Technologie ist es jetzt in Zusammenarbeit mit einer Arbeitsgruppe an der Constructor University in Bremen gelungen, diese nicht nur für die Biochemie wichtige Grundsatzfrage zu entscheiden. Durch die Simulation molekularer Vorgänge in standardisierten Lösungen konnten sie zeigen, dass die Zellbindung einer in Wasser gelösten Wirksubstanz durch den hydrophoben, d.h. den wasserabweisenden Effekt aktiv verstärkt wird. Das Ergebnis einer bahnbrechenden Grundlagenforschung, die neue Wege für die Entwicklung von Medikamenten und Sensoren eröffnet.

Gesprächspartner: Dr. Frank Biedermann, Institut für Nanotechnologie, KIT

Bildquelle: INT, KIT

Campus Report vom 20. Januar 2026

Krypto-Währungen haben einen gewaltigen CO2-Fußabdruck. Nach Schätzungen des Internationalen Währungsfonds werden sie bis 2027 für mehr als ein Prozent aller CO2-Emissionen verantwortlich sein. Allein für den Marktführer Bitcoin wird der Ausstoß auf 100 Millionen Tonnen geschätzt. Je mehr der Wert in die Höhe schießt, umso mehr Energie muss für das Schürfen neuer Bitcoins, auch Mining genannt, aufgewandt werden. Gut 140 Terawatt Strom müssen gegenwärtig für den so genannten Proof of Work aufgewendet werden. Der schützt die Kryptowährung vor Manipulationen. Jede Transkation ist mit den vorherigen durch einen digitalen Fingerabdruck, das heißt mit einem komplexen kryptografischen Rätsel verbunden. Wer eine vergangene Transaktion in der dezentralen Datenbank, der so genannten Blockchain manipulieren will, müsste auch alle Folgetransaktionen verändern. Der dafür notwendige gewaltige Rechenaufwand macht nachträgliche Änderungen faktisch unmöglich. Angesichts des steigenden Energiehungers der Kryptowährungen wird weltweit nach Alternativen zum digitalen Proof of Work gesucht. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie haben jetzt eine radikal neue Strategie entwickelt, wie man Kryptowährungen vor Manipulationen schützen könnte. Anstelle der rechenintensiven Lösung eines mathematischen Rätsels im Cyberspace könnte der Proof of Work auch durch die Lösung eines Rätsels in der realen Welt erbracht werden. Die Carl Zeiss Stiftung fand die Idee so überzeugend, dass sie die Umsetzung des Konzepts mit 1.5 Millionen Euro fördert.

Gesprächspartner: Dr. Frank Rhein, Institut für mechanischen Verfahrenstechnik und Mechanik, KIT

Campus Report vom 13. Januar 2026

Das Erbgut des Lebendigen lässt sich mit einem Buch vergleichen. Die vier DNA-Basen bilden dabei das Alphabet, mit dem alle Informationen des Textes geschrieben werden. Jeweils drei Buchstaben bilden ein Wort. Mehrere Wörter zusammen ergeben ein Gen, das den Bauplan eines speziellen Proteins beschreibt. Die Gene sind in Kapiteln zusammengefasst. Diese werden in der Molekularbiologie als Chromosomen bezeichnet. Das gesamte Genom eines Organismus schließlich setzt sich aus einer bestimmten Anzahl von Kapiteln oder Genomen zusammen. Mit der 2012 eingeführten revolutionären Methode der sogenannten Genscheren oder CRISPR/Cas gelang es, das Erbgut auf der Ebene einzelner Sätze gezielt zu verändern. Die Zahl der Chromosomen eines Organismus aber und ihre Anordnung, – also um im Bild des Buches zu bleiben -, Zahl und Anordnung der Kapitel galten als nur sehr schwer veränderbar. In einem weltweit einzigartigen wissenschaftlichen Durchbruch gelang es jetzt Forschenden des Karlsruher Institut für Technologie in Zusammenarbeit mit einer Arbeitsgruppe in Tschechien diese Grenze bei der Acker-Schmalwand-Pflanze zu überwinden. Ein Erfolg der Grundlagenforschung, der ein vertieftes Verständnis der Evolution erlaubt.

Gesprächspartner: Prof. Holger Puchta, Leiter des Joseph Gottlieb Kölreuter Instituts für Pflanzenwissenschaften, KIT

Bildquelle: Sandra Göttisheim, KIT

Campus Report vom 06. Januar 2026

Spätestens in diesen Zwanziger Jahren des 21. Jahrhunderts ist die Menschheit in ein neues erdgeschichtliches Zeitalter eingetreten. Wir haben das Holozän verlassen und sind jetzt im Anthropozän. Das Anthropozän ist das Zeitalter, in dem der Mensch zur alles verändernden Kraft des Planeten geworden ist. Unsere Spuren werden noch da sein, wenn wir möglicherweise schon ausgestorben sind. Die Hinterlassenschaften der Atomkraft werden noch in Millionen Jahren strahlen. Plastik wird für Jahrtausende in den Sedimenten der Weltmeere über-dauern. Klimagase werden für unabsehbare Zeit das Klima des Planeten bestimmen. Möglich wurde das Anthropozän durch Technik. Technik, die dem Menschen einen immer tieferen Eingriff in die Natur erlaubte. Technik, die dem Menschen Freiheit versprach. Technik, die oft auch negative Folgen hatte. Heute gibt es einen Verdacht: könnte es sein, dass der technische Fortschritt, der uns von den Launen der Natur unabhängig machte, nicht nur die Umwelt gefährdet, sondern zugleich auch die soziale Errungenschaft der Demokratie? Dass in dem Maße, in dem die menschliche Verfügungsgewalt über Natur globale Ausmaße erreicht und sich zugleich immer weiter beschleunigt, die Demokratie ihre Fähigkeit verliert, die Modernisierungsprozesse zum Wohle der Menschen zu managen?

Gesprächspartner: Prof. Armin Grundwald, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse KIT

Bildquelle: Markus Breig, KIT

Campus Report vom 30. Dezember 2025

Der Klimawandel bedroht den Skisport. In den Alpen nimmt die Zahl der Schneetage oberhalb von 2000 Metern rapide ab. Unter 1000 Höhenmetern ist Wintersport nur noch mit Kunstschnee sicher möglich. Ursache ist unter anderem die sogenannte höhenabhängige Erwärmung, die gerade die Hochlagen der Schweiz und Österreichs zu absoluten Hotspots des Klimawandels macht. Der dramatische Rückgang der alpinen Gletscher beeinträchtigt die vielen Gletscherskigebiete. Das Auftauen des Permafrostes erhöht das Risiko dramatischer Bergstürze und Murenabgänge. „Dennoch wird der alpine Skisport auf absehbare Zeit nicht völlig verschwinden“, sagt der Klimaforscher Harald Kunstmann vom Campus Alpin des Karlsruher Instituts für Technologie, „aber er wird immer mehr zum Sport für Besserverdiener“.

Gesprächspartner: Prof. Harald Kunstmann, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Campus Alpin

Campus Report vom 23. Dezember 2025

Es ist ein Horrorszenario für Europa. Ansteigende Wassertemperaturen im Mittelmeer und im nordwestlichen Atlantik schaufeln riesige Menge Feuchtigkeit in die Atmosphäre. Extreme Sommertemperaturen liefern die notwendige Energie. Es bilden sich gewaltige Gewittersysteme über Europa, sogenannte Superzellen, die sich über hunderte Kilometer ausbreiten, an Ort und Stelle kreisen und über Tage und Wochen den alten Kontinent mit ihrer zerstörerischen Last aus Wasser, Hagel, Sturm und Blitzen heimsuchen. Glücklicherweise werden solche Schreckensprognosen durch jetzt vorliegende Daten nicht gestützt. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie haben Messungen von Blitzen aus 20 Jahren untersucht und paradoxerweise eine Abnahme von schweren Gewittern festgestellt. Entgegen der Grundannahmen der Klimamodelle ist nach dem gegenwärtigen Stand der Forschung bis zum Ende des Jahrhunderts möglicherweise nicht mit dem Superzellen-Szenario zu rechnen. Das liegt daran, dass das komplexe Zusammenspiel der Einflussfaktoren bei der Entstehung großer Gewitter noch nicht völlig verstanden ist.

Gesprächspartner: Dr. Markus Augenstein, Institut für Meteorologie und Klimaforschung

Campus Report vom 16. Dezember 2025

Wenn im Sommer die Sonne so richtig reinknallt auf die Dächer der Stadt. Wenn sich in den Innenstädten Betonflächen auf Backofentemperatur aufheizen und auch nachts kaum abkühlen, erreicht der Hitzestress die Schmerzgrenze. 2003 starben bei der großen europäischen Hitzewelle 70.000 Menschen vor allem in den Städten. Wie werden solche Hitzewellen in Zukunft ablaufen, wenn sich das Klima weiter aufwärmt? Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie und der Universität Freiburg haben jetzt mithilfe Künstlicher Intelligenz eine metergenaue Vorhersage für Freiburg erstellt und dabei regelrechte Risikoviertel identifiziert. Im schlimmsten Fall, wenn klimapolitische Maßnahmen versagen, könnte es zu einer Verlängerung der Zeiten eines extremen Hitzestresses um 60% kommen.

Gesprächspartner: Dr. Ferdinand Briegel, Institut für Meteorologie und Klimaforschung

Foto: Ferdinand Briegel, KIT

Campus Report vom 09. Dezember 2025

Gewöhnlich wird Lithium in Chile, Bolivien oder Argentinien durch die Verdunstung von Grundwasser gewonnen. Was dort zu erheblichen Schädigungen der Umwelt führt. Dabei ist das silbrig schimmernde, ultraleichte Metall Lithium gegenwärtig unerlässliche Zutat für die Herstellung von leistungsfähigen Batterien. Und damit wichtig für die Energiewende, die ja vor allem Elektrifizierung bedeutet. Vor genau fünf Jahren entwickelten Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie das Konzept einer Gewinnung von Lithium aus den heißen Thermalwässern, die beispielsweise im Oberrheingraben an die Oberfläche drängen und in Erdwärmekraftwerken Energie liefern können. Bis zu 30% des Lithiumbedarfs könnten so im Inland minimalinvasiv, das heißt ganz ohne Bergwerke und Abraumhalden gewonnen werden. Der Weg aber zur großindustriellen Umsetzung des Konzepts erweist sich bis heute als lang und steinig.

Gesprächspartner: Jens Carsten Grimmer, Institut für Angewandte Geowissenschaften

Bildquelle: Stephan Kelle 2016, https://www.geovol.de/

Campus Report vom 02. Dezember 2025

Ohne Seltene Erden kein Umstieg auf erneuerbare Energiequellen. Seltene Erden stecken in den Hochleistungsmagneten moderner Windkraftanlagen, man braucht sie für Batteriespeicher aller Art, für Brennstoffzellen, LEDs und effiziente Elektromotoren. In einem Hybridfahrzeug sind bis zu 12 Kilo verbaut, in einer Windturbine gleich mehrere Tonnen. Dabei sind die Metalle, die als Seltene Erden bezeichnet werden, gar nicht so selten. Es gibt eine Vielzahl bekannter Lagerstädten. Das Problem: Seltene Erden sind 17 unterschiedliche Metalle, die immer in einer Mischung vorkommen. Das macht ihre Gewinnung aufwendig, teuer und oft auch ökologisch problematisch. Defacto besitzt China heute ein globales Monopol: 70% des Abbaus und 90% der Weiterverarbeitung finden in der Volksrepublik statt.

Gesprächspartner: Prof. Jochen Kolb, Think Tank Industrielle Ressourcen-Strategien, Institut für Angewandte Geowissenschaften, KIT

Campus Report vom 25. November 2025