SRH Campus Report – Beiträge aus Karlsruhe

Benzin und Diesel - nicht aus Rohöl, sondern mithilfe von Strom aus Wind- oder Sonnenkraft aus Biomasse synthetisch hergestellt, - könnten einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Wenn es darum geht, möglichst rasch die Klimagas-Emissionen im Bereich des Verkehrs zu senken, sind so genannte ReFuels unverzichtbar. Denn der Umstieg auf Elektromotoren läuft zu langsam. Bis die gesamte Fahrzeugflotte in Deutschland auf E-Mobilität umgestellt ist, verstreicht zu viel kostbare Zeit. Klimaneutrale synthetische Kraftstoffe dagegen können in Beimischungen heute schon in allen Verbrennungsmotoren eingesetzt werden und so bis zu einem Drittel der CO2 Emissionen einsparen. Das ist das Zwischenergebnis des „reFuels-Forschungsprojekts“ am Karlsruher Institut für Technologie.

Immer mehr Menschen meiden das Gluten in Getreideprodukten. Nach neuesten Untersuchungen könnten bis zu 6% der Bevölkerung an einer Weizenunverträglichkeit leiden. Dabei ist Brot ein seit Jahrtausenden genutztes Lebensmittel. Die starke Zunahme der Verdauungsprobleme gibt der Wissenschaft deshalb Rätsel auf. Das vom Bundeslandwirtschaftsministerium geförderte Forschungsprojekt „ReBIOscover“ untersucht jetzt, ob möglicherweise die Überzüchtung moderner Weizensorten oder die industrielle Fertigung von Backwaren Ursachen für die zunehmende Glutenunverträglichkeit sein könnten. In Kooperation mit Biohöfen, Mühlenbetrieben und Bäckereien erforschen BiowissenschaftlerInnen am Karlsruher Institut für Technologie, ob der Rückgriff auf überlieferte Weizenarten und handwerkliche Backkunst dazu beitragen kann, unser täglich Brot wieder bekömmlicher zu machen.

Wie viele Stunden pro Woche werden wir im Jahr 2100 durchschnittlich arbeiten? Werden wir überhaupt noch arbeiten? Und wenn nein, was werden wir mit all der Freizeit anfangen? Das vom Bundeswissenschaftsministerium geförderte Forschungsprojekt „FutureWork – Arbeit im Übergang zum 22. Jahrhundert“ wagt einen kühnen Blick in eine ferne Zukunft. Es verlässt sich dabei nicht nur auf die Vorhersagen von ArbeitswissenschaftlerInnen und ZukunftsforscherInnen. Science Fiction in Literatur und Film entwirft oft ein Bild von der Zukunft, dass die Fesseln zuverlässiger abwerfen kann, die die Gegenwart unserer Vorstellungskraft anlegt. Am kommenden Wochenende veranstaltet das Zentrum für Angewandte Kulturwissenschaft des Karlsruher Instituts für Technologie eine Konferenz, in der erste Ergebnisse vorgestellt und öffentlich diskutiert werden sollen.

Im Juli, als der Westen der USA von einer Hitzewelle getroffen wurde, stiegen die Temperaturen in Städten wie Phoenix und Seattle weit über die 40 Grad Marke. Die Erwärmung der Erde durch den Klimawandel betrifft den städtischen Lebensraum am härtesten. Auch hier in Europa könnte in Städten wie Athen oder Rom das Leben im Sommer bald nur noch in klimatisierten Innenräumen möglich sein. Ein breit angelegtes Forschungsprojekt versucht in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Wetterdienst die komplexen Zusammenhänge des Stadtklimas in einer Computer-simulation abzubilden. Es geht um die Frage, wie man Stuttgart, Berlin oder Hamburg in Zukunft nicht nur kühler machen, sondern zugleich auch die Luftqualität verbessern kann.

15 Minuten sollte es maximal dauern, bis nach einem Notruf der Rettungswagen vor Ort eintrifft. Besser wäre sogar eine Frist von nur 10 Minuten. In einer Mehrheit der Gemeinden im Südwesten ist das leider selten der Fall. Eine Ursache ist die zunehmende Zahl der Einsätze. Aber auch die Schließung vieler kleinerer Krankenhäuser und die räumliche Einteilung der Einsatzbereiche sind Teil des Problems. Im Juni hat das Innenministerium Baden-Württemberg ein Forschungsprojekt auf den Weg gebracht, das Abhilfe schaffen soll. Am Health Care Lab des Karlsruher Instituts für Technologie entsteht eine Computersimulation der Dienste aller 34 Rettungsleitstellen des Landes. Ziel ist eine Optimierung des Rettungsdienstes durch moderne Planungsinstrumente der Logistik.

Wo Thermalwasser aus der Tiefe sprudelt, kann man nicht nur Rheuma in heißen Bädern kurieren. Thermalwässer lassen sich mit Geothermie-Kraftwerken auch zur Energieerzeugung nutzen. Mehr noch. Sie enthalten einen kostbaren Schatz: Lithium, Cäsium, Gold und seltene Erden lassen sich aus Thermalwässern umweltschonend gewinnen. In Zeiten der Energiewende ist das besonders wichtig, weil der Umstieg auf erneuerbare Energien einen großen Bedarf an diesen Metallen mit sich bringt. Das Karlsruher Institut für Technologie ist am Forschungsprojekt BrineMine beteiligt, das hoch in den chilenischen Anden aus den dort zutage tretenden Thermalwässern Lithium gewinnen will. Ein schöner Nebeneffekt: durch die Aufbereitung entsteht für die dort lebenden Menschen dringend gebrauchtes Trinkwasser.

Täter und Opfer zugleich. So kann man die Rolle der Landwirtschaft im Kontext des Klimawandels beschreiben. Einerseits stammt gut ein Drittel der schädlichen Klimagase weltweit aus der Landwirtschaft, andererseits leidet sie auch unter den Dürren oder Überschwemmungen, die mit der fortschreitenden Erwärmung verbunden sind. Wie könnte eine klimafreundlichere Landwirtschaft aussehen, wenn die Weltbevölkerung weiter wächst? Wie könnte sie sich optimal an die Klimaveränderungen anpassen, ohne dass die Anbauflächen vergrößert werden müssen? Die Forschungsgruppe „smarte Landwirtschaft“ am Campus Alpin des Karlsruher Instituts für Technologie sucht nach Antworten auf diese Fragen.

Der massive Einsatz der Antibabypille hat Folgen. Über den Urin gelangen die Hormone ins Abwasser und schließlich ins Trinkwasser. Sogenannte Steroidhormone aber wie das Estradiol sind Sexualhormone, bei denen der Verdacht besteht, dass sie bereits bei einer Konzentration von einigen wenigen Molekülen auf eine Trillion Wassermoleküle zu gesundheitlichen Risiken führen. Leider sind die herkömmlichen Technologien der Wasseraufbereitung weder in der Lage, diese geringen Hormonkonzentrationen aufzuspüren noch können sie sie beseitigen. Forschenden am Karlsruher Institut für Technologie ist jetzt der Nachweis gelungen, dass die Bestrahlung mit Sonnenlicht in Verbindung mit einer lichtempfindlichen Palladium-Beschichtung der Filteranlagen zur Zersetzung der gefährlichen Hormone genutzt werden kann.

Mitte Juli wurde der Waldbericht 2021 der Bundesregierung vorgelegt. Dem deutschen Wald geht es nicht gut. Stürme, extreme Dürre und die massenhafte Vermehrung des Borkenkäfers haben deutlich sichtbare Spuren hinterlassen. Nicht nur Fichten, auch Buchen und Eichen sterben in großer Zahl. Fast 300.000 Hektar Wald müssen in Deutschland wieder aufgeforstet werden. Eine Gruppe von WissenschaftlerInnen am Campus Alpin des Karlsruher Instituts für Technologie stellt die Frage, ob unsere Wälder den Klimawandel auf lange Frist überstehen können. Und wie wir sie widerstandsfähiger gegen die immer heftiger werdenden Kapriolen des Wetters machen können.

Die Rechenpower von 150.000 Laptops, 8 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde, 90.000 Liter Wasser pro Stunde zur Kühlung, 15 Millionen Euro Kaufpreis: die Daten des neuen Hochleistungsrechners HoreKa am Karlsruher Institut Technologie sind beeindruckend. Tatsächlich geht heute in den Natur- und Ingenieurswissenschaft nichts mehr ohne Supercomputer der neuesten Generation. Von den hochkomplexen Wettermodellen des Deutschen Wetterdienstes bis zu den schier unendlichen Datenfluten am Europäischen Teilchenbeschleuniger CERN, die geballte Rechenpower von HoreKa wird so schnell nichts in die Knie zwingen. Am kommenden Freitag wird er feierlich in Betrieb genommen.