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Aktualisiert: vor 20 Stunden 16 Minuten

Medizin: Insekten verteilen multiresistente Keime in Krankenhäusern

24. June 2019 - 20:18

Der Kampf gegen Antibiotika-Resistenzen ist eine der großen medizinischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Ein valider Weg ist nicht nur die Suche nach Antibiotika-Alternativen, sondern auch die Eindämmung der Ausbreitung der multiresistenten Erreger. Letzteres gestaltet sich unter anderem deshalb schwierig, weil die Bakterien sich auf vielfachen Wegen ausbreiten können. Forscher der Aston University im Vereinigten Königreich kamen nun einem weiteren Ausbreitungsweg der gefährlichen Keime auf die Spur: Sie fanden heraus, dass die Bakterien auch von diversen Insektenarten verbreitet werden können.

Insekten als Bakterien-Überträger

Für ihre Studie sammelten die Forscher 19.937 Insekten aus sieben Krankenhäusern im Vereinigten Königreich zwischen März 2010 und August 2011. Etwa drei Viertel davon waren Fliegen, und 14 Prozent waren Insekten wie etwa Blattläuse. Der Rest bestand aus Ameisen, Wespen, Bienen und Motten. Die Insekten wurden weitestgehend mit Hilfe von UV-Licht-Fallen und klebrigen Fliegenpapier in den Krankenhäusern gefangen. Dabei konzentrierten die Forscher sich sowohl auf die Stationen als auch auf die Bereiche für die Nahrungszubereitung.

Eine mikrobiologische Analyse der gefangenen Insekten ergab, dass insgesamt etwa 90 Prozent von ihnen Träger diverser schädlicher Bakterien waren. Teilweise waren die nachgewiesenen Mengen groß genug, um auch Menschen zu infizieren.

86 verschiedene Bakterien gefunden

Insgesamt identifizierten die Forscher 86 verschiedene Bakterien-Stränge, darunter vor allem Enterobakterien, zu denen etwa auch E. coli und Salmonellen gehören. 41 Prozent der identifizierten Stränge gehörten dieser Gruppe an. Danach folgte die Bacillus-Familie mit 24 Prozent. Zu diesen Bakterien gehört etwa B. cereus, ein Bakterium, das mit Lebensmittelvergiftungen assoziiert wird. Die Staph-Familie machte schließlich 19 Prozent aus. Die Studie zeigte, dass insgesamt 53 Prozent dieser Bakterien-Stränge mindestens gegen ein Antibiotikum resistent waren.

The results from this large-scale microbiological analysis show that a variety of flying insects collected from UK hospitals do indeed harbor pathogenic bacteria of different species. What’s quite interesting, though, is the high proportion of drug-resistant bacteria found in these samples. It’s a vivid reminder of how our over-use of antibiotics in healthcare settings is making infections more difficult to treat„, so Federica Boiochhi, die die Studie leitete.

Auch wenn die Zahlen an sich alarmierend klingen, betonen die Forscher jedoch ausdrücklich, dass Insekten nur einen kleinen Teil zur Verbreitung multiresistenter Keime in Krankenhäusern beitragen. Wege wie die Entwicklung alternativer Medikamente sowie nicht-medikamentöser Mittel gegen die „Superbakterien“ sei immer noch deutlich wichtiger einzustufen als der Kampf gegen Insekten, die multiresistente Keime tragen. Dennoch empfehlen die Forscher, dass Krankenhäuser mehr in Ungezieferbekämpfung und Fallen investieren sollten.

via Aston University

Tipps für den Sommerurlaub: So kauft ihr umweltfreundliche Sonnencreme

24. June 2019 - 17:45

Der Sommer ist Urlaubszeit. Viele zieht es ans Meer. Neben Zielen in Europa stehen da auch exotischere Urlaubsziele auf dem Plan. Und wer Urlaub am Meer macht, der muss natürlich auf einen ausreichenden Sonnenschutz achten. Aber gerade dieser kann für die Umwelt gefährlich werden. Die Inhaltsstoffe der Sonnencremes und -sprays lösen sich im Wasser und können dort zur Gefahr für das Ökosystem werden. Speziell für Riffe. Wir verraten euch, worauf ihr achten müsst, damit eure Sonnencreme nicht zur Gefahr für Riffbewohner wird.

Foto: Cold Sun, Mark Vegas, Flickr, CC BY-SA 2.0 Gefährliche Inhaltsstoffe vermeiden

Die zwei Chemikalien, die für Ökosysteme im Meer am schädlichsten sind, sind Octinoxat und Oxybenzon, das auch als Benzophenon bezeichnet wird. Beide Chemikalien sind in relativ vielen Sonnenschutzmitteln enthalten und sollen die Haut vor Verbrennungen schützen, indem sie die schädlichen UV-Strahlen in Hitze umwandeln. Im Wasser werden beide Chemikalien allerdings zu einer Gefahr, die Korallen um ihre natürliche Abwehrfähigkeiten bringen kann. Die empfindlichen Strukturen werden so angreifbarer für Korallenbleichen. Außerdem können die Chemikalien den Wachstum von Korallen mindern.

Bereits geringe Mengen der beiden Chemikalien können gravierende Folgen für Korallenriffe haben. In Hawaii müssen die Riffe etwa Jahr für Jahr etwa 6.000 Tonnen Sonnencreme verkraften, was etwa um den Faktor zehn mehr ist als sie eigentlich vertragen können. Allerdings ist Sonnencreme nicht die einzige Quelle für Octinoxat und Oxybenzon. Beide Chemikalien können auch über Abwasser ins Meer gelangen, da viele Kläranlagen nicht dafür ausgelegt sind, sie aus dem Wasser zu filtern.

Auch die silikonbasierten Chemikalien Cyclopentasiloxan und Cyclomethicon solltet ihr meiden. Diese gelten als wahre Wundermittel für die Haut, haben aber schädigende Wirkung auf die Reproduktionsorgane von Meerestieren.

Welche Inhaltsstoffe sind sicher?

Sonnenschutz, der sicher für Unterwasser-Ökosysteme sind, basieren normalerweise auf Mineralien und enthalten Zink- und Titaniumoxid. Diese Inhaltsstoffe haben keine negativen Auswirkungen auf Riffe. Mineralbasierte Sonnencremes werden nicht durch die Haut absorbiert, sondern bilden eine Art Schutzschicht auf der Hautoberfläche. Sonnencremes mit Mineralpartikeln über 100 Nanometer (Non-Nano) gelten als sicher für Korallenriffe.

Cremes statt Sprays

Generell solltet ihr Sprays vermeiden, die den Sonnenschutz als Aerosol auftragen. Bei dieser Applikationsart landet relativ viel des Sonnenschutzes in der Luft und anschließend im Sand, um dann den WEg ins Wasser zu finden. Aerosol-Sprays sind außerdem schädlich für das Atemsystem von Menschen, weshalb sie eine schlechte Wahl darstellen.

Auch Etiketten achten

Immer mehr Hersteller kennzeichnen ihren Sonnenschutz entsprechend, wenn dieser als sicher für Korallenriffe gilt. Das ist zwar ein löblicher Schritt, allerdigns lohnt es sich dennoch, auf die Liste der Inhaltsstoffe zu schauen. Da es diesbezüglich kein normiertes Label gibt, sind viele als „rifffreundlich“ deklarierte Produkte eben genau dies nicht. Es existieren auch keinerlei Regeln, die festlegen, wann ein Unternehmen seine Produkte als sicher für Korallenriffe und Ökosysteme unter Wasser bezeichnen darf.

Je weniger Chemikalien, desto besser

Generell gilt, beim Gang an den Strand auf so viele chemische Pflegeprodukte wie möglich zu verzichten. Denn: Umso weniger Chemikalien ins WAsser gelangen, desto besser. Also vermeidet es, zu viele chemische Körperpflegeprodukte zu nutzen, bevor ihr an den Strand geht.

Da auf Sonnencreme nicht verzichtet werden kann (und sollte), solltet ihr darauf achten, einen Sonnenschutz zu kaufen, der möglichst wenige schädliche Inhaltsstoffe enthält.

Zweiter Versuch: Ocean Cleanup Project greift erneut den Pacific Garbage Patch an

24. June 2019 - 15:30

Das ambitionierte Ocean Cleanup Project des inzwischen 24-jährigen Niederländers Boyan Slat hatte in letzter Zeit mit einigen Rückschlägen zu kämpfen. Im September lief der erste Schlepper des Projekts aus dem Hafen von San Francisco aus, um mit einem riesigen Fangnetz den gewaltigen Pacific Garbage Patch, eine riesige „Insel“ aus schwimmenden Müll im Pazifischen Ozean, zu bereinigen. Anfang des Jahres musste der Schlepper dann aufgrund eines beschädigten Endstücks in den Hafen zurückkehren. Nun unternimmt die Gruppe um Boyan Slat einen zweiten Versuch.

Aus Rückschlägen lernen

Das Ocean Cleanup Project hat das System zum Sammeln von Plastikmüll nicht nur repariert, sondern ihm auch das ein oder Upgrade verpasst. Bei dem System handelt es sich um eine 600 Meter lange Barriere in U-Form, die auf dem Wasser schwimmt und mit einem Netz versehen ist, das nach unten hängt. Für den Vortrieb sorgt eine Kombination aus Strömungen, Wellen und Wind. Geplant war, dass die Konstruktion sich schneller fortbewegt als das Plastik, das sie einsammeln soll. Wenn die U-Form „gefüllt“ ist, so der Plan, kann sie mit Unterstützungsschiffen zurück zur Küste geschleppt werden.

Leider war es in der Praxis nicht so einfach. Nicht nur, dass die Barriere an mehreren Stellen aufbrach, sie hatte auch Schwierigkeiten, die nötige Geschwindigkeit zu halten. Im Januar kehrte das Ocean Cleanup Project also zurück an die Küste, damit Verbesserungen vorgenommen werden konnten.

Anstatt von einem Rückschlag zu sprechen, bezeichnete das Team die Vorfälle als „nicht geplante Lerngelegenheit“. Laut Boyan Slat war eines der Dinge, die das Team gelernt hat, dass es faktisch egal ist, ob das System schneller oder langsamer als das Plastik unterwegs ist. Wichtig ist nur, dass die Geschwindigkeit der Sammelvorrichtung nicht der des Plastiks entspricht.

Das Ocean Cleanup Project im Video erklärt

Zweiter Versuch mit verbessertem System

Die verbesserte Version des Systems befindet sich nun erneut auf dem Weg zum Pacific Garbage Patch. Dort sollen einige neue Features getestet werden, die die vorangegangenen Probleme beheben sollen. Eines davon sind große, aufblasbare Bojen an der Öffnung der U-Form, die das System vom Wind getrieben schneller machen sollen.

Plan B ist ein großer Unterwasserfallschirm mit einem Durchmesser von 20 Metern, der das System ausbremsen soll, sodass es sich in der gleichen Geschwindigkeit wie das Wasser bewegt. Nach Angaben des Teams ist das auf der Wasseroberfläche treibende Plastik oft deutlich schneller unterwegs als die Strömung selber, sodass auch das eine Lösung sein könnte.

Und auch in Sachen Haltbarkeit nahm das Team einige Verbesserungen vor. Die Verbindungen zwischen der Barriere und dem darunter befindlichen Netz wurde einfacher gestaltet. Gleichzeitig wurden stabilisierende Elemente entfernt, weil sie laut dem Team nicht mehr nötig sind. Außerdem wurde die Größe der Barriere verringert und eine mehr modulare Herangehensweise gewählt. So kann das System schneller eingesetzt und bei Bedarf auch auf hoher See modifiziert werden.

Das Ocean Clean Up Projekt möchte letztlich 60 dieser Systeme einsetzen, um den Pacific Garbage Patch aus dem Meer zu sammeln, eine Ansammlung von Plastikteilen auf der Wasseroberfläche, die sich über eine Fläche von etwa 1,6 Millionen Quadratkilometer erstreckt. Das entspricht etwa der dreifachen Fläche Frankreichs. Das Team hofft, etwa die Hälfte der Müllansammlung innerhalb von 5 Jahren beseitigen zu können.

via The Ocean Cleanup Project

Vegane Alternative: Berliner Startup arbeitet an Käse aus dem Labor

24. June 2019 - 15:05

Fleischersatzprodukte haben in den letzten Monaten noch einmal einen massiven Hype erlebt. Dazu beigetragen hat auch der fulminante Börsengang der Firma Beyond Meat in New York. Zahlreiche Forscher weltweit arbeiten zudem bereits am nächsten Schritt in dieser Entwicklung. Sie wollen Fleisch im Labor züchten und so die Nutztierhaltung in diesem Punkt überflüssig machen. In Israel wurde auf diese Weise sogar bereits ein Steak produziert – allerdings noch zu immensen Kosten. In Berlin wiederum hat sich das Startup Legendairy Foods gegründet. Wie der Name bereits andeutet, setzen die Gründer dort auf Milchprodukte. Ihr erstes Ziel: Ein Mozzarella, der vollständig im Labor hergestellt wurde.

Die zuständigen Gene werden auf Hefezellen nachgebaut

Entwickelt wurde das Verfahren in Zusammenarbeit mit der Universität Graz. In einem ersten Schritt wurden dafür die Gene identifiziert, die bei Kühen für die Produktion von Casein und Molkenprotein sorgen. Diese bauten die Forscher dann auf Hefezellen nach, was zur Folge hat, dass beim Wachstum der Zellen auch die gewünschten Proteine produziert werden. Anschließend müssen die Eiweiße noch von der Hefe getrennt und mit Kohlenhydraten und pflanzlichen Fetten vermischt werden. Letztlich entsteht aus der so produzierten Masse dann echter Käse. Soweit zumindest die Theorie. In der Praxis steht die Umsetzung allerdings noch ganz am Anfang. So konnte Legendairy Food zwar schon etwas Proteinpulver im Labor gewinnen. Die Menge ist für die industrielle Nutzung aber noch viel zu gering.

Die Entwicklungsarbeit ist teuer und aufwändig

Die Macher hinter dem Startup gehen daher davon aus, dass es noch einige Zeit dauern wird, bis der Labor-Käse tatsächlich in den Supermarkt-Regalen zu finden sein wird. So soll im nächsten Jahr zunächst ein Prototyp Mozzarella produziert werden. Anschließend werden zwei weitere Jahre bis zur endgültigen Marktreife veranschlagt. Das für die Entwicklung benötigte Geld soll bei Investoren eingesammelt werden. Aktuell hält der Frühphaseninvestor Atlantic Food Labs siebzig Prozent der Anteile. Gründer Raffael Wohlgensinger geht aber davon aus, dass zukünftig noch mindestens ein zweistelliger Millionenbetrag benötigt wird. Er dürfte also hoffen, dass der Hype um vegane Ersatzprodukte noch einige Zeit anhält.

Via: Legendairy Foods

Aigamo: Dieser süße Roboter schützt Reisfelder vor Unkraut

24. June 2019 - 13:07

Traditionell wurden auf japanischen Reisfelder Enten genutzt, um das Wachstum der Pflanzen zu unterstützen. Denn die Tiere brachten drei Vorteile mit sich. Zum einen fraßen sie unerwünschte Insekten. Außerdem dienten ihre Ausscheidungen als eine Art natürlicher Dünger. Vor allem wirbelten sie mit ihren Füßen aber Schmutz auf, sodass unerwünschte Pflanzen nicht genug Sonnenlicht erhielte, um sich unterhalb der Wasseroberfläche zu entwickeln. Inzwischen ist der Einsatz von Enten in Japan nicht mehr weit verbreitet. Ein Ingenieur von Nissan hat nun aber eine technische Lösung entwickelt, die einem ähnlichen Ansatz folgt. Der kleine Roboter trägt daher auch den Namen Aigamo – was sich grob als Ente übersetzen lässt.

Bild: Nissan Bisher existiert nur ein Prototyp

Während des Einsatzes erinnert das Gerät ein wenig an einen ausgebüxten Staubsauger-Roboter. Mithilfe des GPS-Signals und einer WLAN-Verbindung navigiert die künstliche Ente autonom durch die Reisfelder. Die dafür benötigte Energie wird durch ein Solarmodul gewonnen. Der Trick besteht nun darin, dass sich auf der Unterseite des Roboters zwei kleine drehende Rollen befinden. Diese sorgen zum einen für den Antrieb der künstlichen Ente. Zum anderen wirbeln sie aber auch das Wasser auf, wodurch der gewünschte Effekt erreicht wird und sich kein Unkraut mehr etablieren kann. Noch allerdings existiert von dem Aigamo-Roboter lediglich ein erster Prototyp. Dieser wurde von Tetsuma Nakamura entwickelt, um einem befreundeten Reisfarmer zu helfen. Bekannt wurde dies, weil Nakamura gleichzeitig als Ingenieur bei Nissan beschäftigt ist.

Die japanischen Reisfarmer finden kaum noch Arbeitskräfte

Der Konzern hat zwar bisher nicht erkennen lassen, den Reisfeld-Roboter selbst vermarkten zu wollen. Er unterstützt die Idee des Angestellten aber massiv und hat auch ein Video der Erfindung bei Youtube veröffentlicht. Gedacht wurde dabei aber vor allem an die japanische Öffentlichkeit. Denn das Bild- und Tonmaterial ist nicht mit englischen Untertiteln versehen. Grundsätzlich besteht bei den japanischen Reisfarmern Bedarf an hilfreichen Robotern. Denn die Bevölkerung des Landes wird älter, sodass es immer schwerer wird, Menschen für den Anbau von Reis zu gewinnen. Wem diese Problematik bekannt vorkommt, muss sich nicht wundern: Auch die Bauern in Europa haben bei Erdbeeren und Spargel mit ähnlichen Problemen zu kämpfen. Auch hier wurden daher bereits Roboter entwickelt, die einen Teil der Arbeit übernehmen sollen. Beispielsweise der Sparter für Spargel und eine Entwicklung der University of Essex für Erdbeeren.

Via: The Verge

Klimaziele: Wärmepumpen als führende Heizungsform und Klimaanlage der Zukunft

24. June 2019 - 11:38

Die Klimaerwärmung ist ein Thema für sich. Fakt ist, dass damit auch der Bedarf an Kühlleistung steigt. Moderne Wärmepumpensysteme sind dabei in der Lage nicht nur das Eigenheim mit Wärme, sondern auch dank Inverter-Technologie, mit kühler Luft zu versorgen. Obwohl Wärmepumpen 80-90 Prozent der Energie aus der Umwelt verwerten und eine wesentlich höhere Menge an CO2 im Vergleich zu herkömmlichen Heizungen eingesparen, halten diese in den letzten 10 Jahren gerade einmal 10 Prozent des Gesamtabsatzes. Konventionelle Anlagen wie Gas-und Ölheizungen machen noch immer über 80 Prozent der neu installierten Anlagen aus. Aber warum ist das so und was sagt die Zukunft?

Die Kombination mit erneuerbaren Energien

Das Stichwort Sektorenkopplung wird uns in Zukunft des Öfteren noch über den Weg laufen. Gemeint ist hierbei die Verbindung verschiedener Technologien mit einem gemeinsamen Nenner, der oftmals Strom darstellt. Ein Beispiel für eine Sektorenkopplung wäre ein Haushalt, der eine Wärmepumpe für das Warmwasser, eine Wärmepumpe für die Heizung, ein Elektroauto und eine Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher nutzt. Mit derartigen intelligenten Kopplungen der Systeme kann in Zukunft ein hoher Grad an Selbstversorgung erreicht werden. So ist es möglich, dass eine kleine Familie mit Elektroauto und der Erwärmung des Wassers über eine Wärmepumpe sowie der Stromerzeugung über Solarenergie in den Herbstmonaten sogar noch bis zu 80 Prozent autark leben kann. Rechnungen von Experten zufolge konnte ein untersuchter 3-Personen-Haushalt bis zu 200 Euro im Monat einsparen. Voraussetzung hierfür ist jedoch ein Neubau, der schon im Niedrigenergiesektor angesiedelt ist. Die Einsparungen durch neuartige Systeme, die Energieautarkie ermöglichen, setzen allerdings hohe Investitionskosten voraus. Dank der fallenden Preise für Energiespeicher und den Förderungen von PV- und Wärmepumpenanlagen, können die Kosten jedoch in einem gewissen Rahmen gehalten werden. Ziel ist, neben der positiveren Klimabilanz des Einzelhaushaltes, natürlich auch eine Amortisierung der Kosten. Das Thema Wärmepumpen ist ein recht emotionales Thema. Schließlich verbindet man oftmals damit einhergehend noch aufwendige Erdbohrungen, Kosten für Ingeneure oder auch aufwendige Genehmigungsverfahren. Das ist jedoch ein wenig überholt. Schließlich gibt es bereits sogenannte Sole- und Luftwärmepumpen, die keine Bohrungen mehr bedürfen. 2017 hat das Interesse an neuen Wärmepumpen bereits zugenommen. Unschlagbar ist die Technologie im Hinblick auf den ökologischen Faktor. Nach wie vor sind Wärmepumpen allerdings noch recht teuer, sodass die Ökonomie noch vielen Kopfzerbrechen bereitet. In Zukunft könnte sich das jedoch ändern. Steigen die Preise für Gas oder auch Strom aufgrund einer CO2-Steuer beispielsweise, dann können Wärmepumpen im mittleren Effizienzkreis bereits mithalten.

Fachmann für Sektorenkopplung

Der Trend zur Sektorenkopplung setzt jedoch auch einen Fachmann voraus, der das Eigenheim entsprechend in der Gänze versteht. Benötigt wird jemand, der Wärmepumpen, PV-Anlagen und Batteriespeicherlösungen kennt und ein gutes Zusammenspiel ermöglicht. Später sollen integrale Intelligenzen dieses Management übernehmen. Wichtig ist jedoch, dass der Endverbraucher die Systeme ohne großes Fachwissen einfach nutzen kann. Und genau hier liegt noch das Problem bei den Gesamtsystemen. In den letzten Jahren mussten Optimierungen im Bereich der Installateurarbeiten vorgenommen werden. Dieses Defizit konnte jedoch immer besser ausgemerzt werden. Mittlerweile haben sich die Installateure zunehmend mit dem Thema Wärmepumpen und alternative Energieeinspeisungen beschäftigt. Die Experten auf ihrem Gebiet verzeichnen volle Auftragsbücher. Das nahtlos übergehende Gesamtspiel wiederum sorgt für einen höheren Effizienzheitsgrad moderner Wärmepumpen.

Installateure mit Expertise erkennen bereits gewaltiges Potential des neuen Energiesektors

Gestern noch Heizungsinstallateur heute Photovoltaikexperte und morgen Sektorenspezialist? Installateure sind beim Thema Sektorenkopplung gefragt und diejenigen, die aus Eigeninteresse an zukunftsträchtigen Technologien bereits angefangen haben sich intensiver mit integrativen Systemen zu beschäftigen, wissen bereits um das gewaltige Potential des neuen Marktes.

Eine Zusammenarbeit der Industrie ist gefragt

Aufgrund der Komplexität der Systeme im Einzelnen und im Rahmen eines Gesamtsystems, gibt es bisher noch keinen Anbieter, der alle Geräte und Technologien bereitstellt. Vielmehr bedarf es einer Schnittstellenzusammenarbeit der gesamten Industrie, um nachhaltige Systeme auch kosteneffizient anbieten zu können.

Wie kann ich als smarter Eigenheimbauer ein smartes System integrieren?

Der erste Schritt wäre zunächst die Installation einer PV-Anlage mit einer Batteriespeicherlösung. Überschüssig produzierter Strom kann dann auch bereits zur Warmwassererzeugung genutzt werden. In einem nächsten Schritt bietet sich eine der Umgebung und dem Bedarf angepasste Wärmepumpe an. Zum einen ist hier die geringe CO2-Produktion Trumpf und zum anderen lassen sich Wärmepumpensysteme gut mit weitere Technologien harmonisieren.

Fazit

Der Trend zu Wärmepunpen im Hinblick auf die führende Heizungsform der Zukunft ist berechtigt. Die Wärmepumpentechnologie steckt nicht mehr in den Kinderschuhen, sondern wurde bereits jahrelang getestet. Auch die Effizienz bei Altbauten kann sich laut Fraunhofer-Beobachtungen sehen lassen. In Kombination mit erneuerbaren Energien kann man als Verbraucher durchaus seine private Energiewende vollziehen. Die Wärmepumpe benötigt einen Anteil Strom mit diesem man dann wiederum vier bis fünf Anteile Wärmeenergie erzeugen kann. Somit ergibt sich ein Wirkungsgrad von 400 bis 500 Prozent. Die Wärmepumpe kann alle Bedürfnisse, die wir in Zukunft benötigen erfüllen. Schließlich kann das System elektrifiziert werden. Aber auch die Möglichkeit das System decarbonisieren zu können ist ein spannender Ansatz. Zudem kann die Wärmepumpe selbst heizen, kühlen und auch warmes Wasser bereitstellen.

Sauber und preiswert: Dieser Container gewinnt täglich 2.000 Liter Trinkwasser aus der Luft

24. June 2019 - 10:03

Mit hohen Preisgeldern versehene Wettbewerbe können ein gutes Mittel sein, um Innovationen in einem bestimmten Bereich zu befördern. Dies dachte sich auch die gemeinnützige XPrize Foundation und stellte insgesamt 1,7 Millionen Dollar in Aussicht. Um das Geld zu erhalten, musste ein Gerät präsentiert werden, dass täglich mindestens 2.000 Liter Trinkwasser aus der Luft gewinnt, mit Erneuerbaren Energien betrieben wird und im Betrieb nicht all zu teuer ist. Diese Vorgaben erfüllten schließlich David Hertz und Rich Groden mit einem System namens WeDew. Dafür erhielten sie immerhin 1,5 Millionen Dollar des Preisgeldes und schauen nun nach Möglichkeiten, ihren besonderen Trinkwasser-Container weltweit zum Einsatz zu bringen. Dafür wollen die beiden Entwickler mit verschiedenen gemeinnützigen Hilfsorganisationen kooperieren.

Bild: Skyforce Die Wolkenbildung wird imitiert

Doch wie genau funktioniert die Anlage? Grundsätzlich handelt es sich um die Kombination aus zwei bereits existierenden Systemen. Zum einen um ein Gerät namens Skywater, das mithilfe eines chemischen Prozesses die Wolkenbildung in der Atmosphäre nachbildet. Vereinfacht ausgedrückt wird also warme Luft heruntergekühlt, sodass Wassertropfen entstehen, die in einem Tank gesammelt werden. Dieser Prozess läuft aber nicht von alleine ab, sondern benötigt Energie. Diese wiederum wird im zweiten Teil der Anlage gewonnen. Dort ist eine Biogas-Anlage verbaut, die beispielsweise mit Holzstücken oder Kokosnussschalen betrieben werden kann. Gleichzeitig entsteht dadurch Wärme, die wiederum im zweiten Teil des Containers genutzt werden kann. Letztlich lässt sich auf diese Weise Trinkwasser zu einem Preis von weniger als zwei Cent pro Liter gewinnen.

Im Katastrophenfall liefern die Container Wasser und Energie

Das Container-Design bringt zudem den Vorteil mit sich, dass die Anlage vergleichsweise einfach transportiert werden kann. Die beiden Erfinder denken daher darüber nach, diese auch zur Katastrophenhilfe einzusetzen. „Man könnte sich vorstellen, diese Schiffscontainer einsatzbereit rund um die Welt zu stationieren, um in der Lage zu sein, im Falle einer Katastrophe mit Wasser und Energie zu helfen“, erklärt Hertz die Idee dahinter. Gleichzeitig lässt sich der WeDew-Container aber auch fest an einem Ort installieren und kann dort dann einen Teil der Trinkwasser-Versorgung übernehmen. Die 2.000 Liter Frischwasser pro Tag könnten Schätzungen zufolge für rund 100 Menschen ausreichen. Weil das System die benötigte Energie selbst produziert, lässt sich der Ansatz aber auch leicht skalieren, indem schlicht mehrere Container nebeneinander gestellt werden.

Via: Science Times

Medizin: Das Ändern der Blutgruppe bei Blutkonserven könnte in Zukunft Leben retten

23. June 2019 - 19:59

Eines der großen Probleme der Transfusionsmedizin ist die Tatsache, dass die meisten Empfänger von Blutkonserven nur Blutspenden mit bestimmten Blutgruppen annehmen können. Verabreichen Mediziner das falsche Blut, ist eine potentiell tödliche Reaktion des Immunsystems auf das Spenderblut die Folge. Diese Unverträglichkeiten sind der Grund dafür, dass es öfter mal eine Knappheit an Blutkonserven gibt. Und das kostet Menschenleben. Doch was wäre, wenn die Ärzte die Blutgruppe einer Blutkonserve nach Belieben ändern könnten? Genau daran arbeiten kanadische Forscher. Sollte dies gelingen, würde es sich um einen spektakulären Durchbruch in der Transfusionsmedizin handeln.

Foto: Thank you, anonymous donor., Brian, Flickr, CC BY-SA 2.0 Null-negativ: Der heilige Gral der Transfusionsmedizin

Blutkonserven des Typs 0-Rhesus-negativ sind in der Medizin sehr beliebt. Der Grund ist einfach: Spender mit dieser Blutgruppe gelten als Universalspender — ihr Blut wird nicht nur von Patienten mit der gleichen Blutgruppe vertragen, sondern auch von Empfängern mir den Blutgruppen A, B oder AB.

Welche Blutgruppe ein Mensch hat, hängt von einer kurzen Kette Zuckermolekülen auf der Oberfläche der Erythrozyten ab. Diese kurze Zuckerkette endet je nach der Blutgruppe mit einem anderen Zucker: Bei Blutgruppe B ist es Galaktose, bei A N-Acetylgalactosamin, bei AB sind es beide Moleküle und bei Blutgruppe Null gibt es solch ein abschließendes Molekül nicht. Das Immunsystem entwickelt frühkindlich eine Selbsttoleranz für diese Endmoleküle der eigenen Zellen. Andere Blutgruppen-Antigene werden dagegen angegriffen. Die Folge sind die bekannten Unverträglichkeiten verschiedener Blutgruppen.

Die Verteilung der verschiedenen Blutgruppen innerhalb der deutschen Bevölkerung ist sehr unterschiedlich. Während die Blutgruppen A und 0 bei jeweils gut 40 Prozent zu finden sind, gibt es die Blutgruppe B nur bei 10 Prozent. Am seltensten ist die Blutgruppe AB. Grundsätzlich ist es möglich, jeweils das passende Blut zu transfusionieren. Denn das wenige Angebot geht logischerweise auch mit weniger Bedarf einher. Zum Problem wird es, wenn es schnell gehen muss. Denn im Notfall fehlt in der Regel die Zeit, um eine Blutgruppenbestimmung vorzunehmen. In solchen Fällen sind Blutkonserven der Gruppe Null-negativ von Nöten. Diese können dann durchaus zur Mangelware werden.

Enzyme aus Stuhlproben ändern die Blutgruppe

Kanadische Forscher haben nun einen Ansatz entwickelt, der dieses Problem lösen könnte. Bei ihrem Verfahren werden die Endmoleküle der Zuckerketten auf den Erythrozyten einfach abgeknipst. Die Idee ist nicht neu, wurde aber bisher noch nicht so umgesetzt, dass sie auch praktisch anwendbar ist.

Die aktuelle Arbeit der Kanadier rund um den aus Deutschland stammenden Biochemikers Peter Rahfeld könnte dies ändern. Die Forscher entdeckten in Stuhlproben zwei Enzyme des Bakteriums Flavonifractor plautii, die gemeinsam Bakteriums Flavonifractor plautii abknipsen. Das Verfahren ist derart effizient, dass nur geringe Mengen der Enzyme ausreichen, um einen halben Liter Blut von der Blutgruppe A in die Blutgruppe B umzuwandeln. Und das beste: Das Verfahren funktioniert auch mit frisch gezapftem Blut. Im Herstellungsverfahren für die Erythrozytenkonzentrate, also die klassischen Blutkonserven, werden die Enzyme dann wieder entfernt. Für die Herstellung ausreichender Mengen der Enzyme könnte die gentechnischen Verfahren zum Einsatz kommen, die heute bereits für die Produktion von Insulin verwendet werden.

Die Blutgruppe Null-Rhesus-negativ, also das universelle Spenderblut, ist in Deutschland nur bei 6 Prozent der Bevölkerung vertreten. Zwar ist Blut der Gruppe A-Rhesus-negativ, also das Blut, das sich mit dem Verfahren in Blut der Gruppe Null-negativ verwandeln ließe, auch nur bei 6 Prozent vertreten, aber das würde das Angebot an Spendern immerhin schon verdoppeln.

In Deutschland wird zu wenig Blut gespendet

Neben den Faktoren Rhesus-negativ und Rhesus-positiv gibt es auch noch weitere Faktoren, die zu Unverträglichkeiten führen können. Diese sind zwar sehr selten, aber die Blutspendedienste müssen für Patienten, die selbst Blut der Gruppe Null-Rhesus-negativ nicht vertragen, extra Listen führen und eingefrorene Blutkonserven vorrätig halten.

Der Idealfall wäre also ein Universal-Erythrozytenkonzentrat, dessen Zellen keines dieser Antigene besitzen. Die Biotechnologie ist die einzige Möglichkeit, diesen Idealfall umzusetzen. In der Praxis scheitert das noch an dem recht hohen Aufwand. Der Erfolg der kanadischen Gruppe könnte aber ein wichtiger Schritt in Richtung dieses Zieles sein.

Das größte Problem der Transfusionsmedizin lässt sich allerdings nicht mit Enzymen lösen – zumindest nicht, solange Blut nicht komplett künstlich hergestellt werden kann. Denn in Deutschland ist die Bereitschaft zur Blutspende schlicht zu gering, um den Bedarf an rund 15000 Spenden pro Tag zu decken. Diesem Problem muss mit anderen Mitteln begegnet werden.

Greenup Sahara: Die Fraunhofer-Stiftung will Gemüse in der Wüste anbauen

23. June 2019 - 15:11

Die Sahara in Algerien ist momentan Aufenthaltsort für etwa hunderttausend Geflüchtete, die dort in Flüchtlingslagern verharren. Seit mehr als 40 Jahren wird in der Sahara gekämpft, was viele Menschen aus ihrer Heimat vertrieben hat. Die Versorgung der Geflüchteten mit Nahrung stellt eine Herausforderung dar, nicht zuletzt, weil die klimatischen Bedingungen in der Sahara traditionelle Landwirtschaft unmöglich machen. Die Fraunhofer Stiftung hat gemeinsam mit dem World Food Program (WFP) der Vereinten Nationen ein Konzept entwickelt, um mittels Hydrokultur in der Gegend Nahrung anzubauen.

Hundertausend Menschen verharren in den Flüchtlingslagern in der Westsahara. Die Nahrungsversorgung stellte eine Herausforderung dar.
Foto: WFP Geflüchtete sollen sich selbst versorgen können

Die schlechte Versorgungssituation sorgt bei den Geflüchteten in der algerischen Sahara für Unter- und Mangelernährung. Zwar sind Hilfsorganisationen vor Ort, aber ihre Mittel sind begrenzt und größtenteils erschöpft, was die Versorgung der Menschen dort zunehmend schwieriger macht. Um die Situation der Lagerbewohner dauerhaft zu verbessern, wird eine langfristig angelegte, nachhaltige Versorgung mit Lebensmitteln benötigt.

Der Ingenieur Taleb Brahim stammt aus der Gegend und hat ein wassersparendes Hydrokultursystem entwickelt. Mit diesem wird Gerste als Tierfutter angebaut, was der Bevölkerung Zugang zu Fleisch und Milch von Ziegen und Kamelen gibt.

Auf den Erfolg dieses Systems hat die Fraunhofer Stiftung aufgebaut und ein Hydrokultur-Rezept für die Gegend entwickelt, mit dem unter den schwierigen klimatischen Bedingungen Getreide, Gemüse und Kräuter angebaut werden können. Dabei wird vor allem auf Wasserwiederverwendung und einen Low-Tech-Ansatz gesetzt. So soll gewährleistet werden, dass die Menschen in den Flüchtlingslagern das Konzept mit lokal verfügbaren Materialien umsetzen zu können.

Fraunhofer sammelt Mittel über Crowdfunding

Die Hoffnung dabei ist, dass sich die Hydrokultur zum Gemüseanbau in schwierig zu bewirtschaftenden Gegenden durchsetzt, sodass langfristig weltweit hunderttausende Menschen mit Nahrung versorgt werden könnten. Mehr noch, den Menschen könnten die Mittel gegeben werden, sich selbst zu versorgen, was die Abhängigkeit von Hilfsorganisationen verringern und eventuell sogar ganz aufheben könnte. Deshalb will die Stiftung das Pilotprojekt auch auf andere Gegenden übertragen.

Um das Projekt zu realisieren, greift die Fraunhofer Stiftung erstmals auf eine Crowdfunding-Kampagne zurück. Auf der Webseite der Crowdfunding-Plattform Starktnext können sich Interessierte informieren und das Projekt unterstützen

via Fraunhofer IFB

Umweltschonendes Batterie-Recycling: Deutsches Unternehmen recycelt Akkus zu 96 Prozent

22. June 2019 - 14:00

Elektroautos haben nach wie vor ein Imageproblem, wenn es um die Nachhaltigkeit der Traktionsbatterie und der enthaltenen Lithium-Ionen-Akkus geht. Während die herkömmliche Produktion der E-Auto-Akkus bereits hohe CO2-Werte erreicht, verursachen auch thermische Recycling-Verfahren weitere Treibhausgase und setzen zudem Giftstoffe frei. Das in Niedersachsen ansässige Unternehmen Duesenfeld hat ein neues Verfahren entwickelt, mit dem alte Akkus von Elektroautos umweltschonend und mit einer Quote von bis zu 96 Prozent wieder aufbereitet werden können.

Großbatteriespeicher aus Aachen setzt auf alte Akkus zur Speicherung grüner Energie (Bild: M5bat) Alte Akkus können nur noch bedingt weiterverwendet werden

Nach dem Einsatz der Elektroauto-Akkus können diese beispielsweise noch eine Zeit lang als Energiespeicher in Unternehmen benutzt werden. Aber auch diese Akkus müssen eines Tages recycelt werden. Bisher werden die alten ausrangierten Akkus von Elektroautos unter hohen Temperaturen eingeschmolzen, um die wertvollen Rohstoffe wie Nickel, Kobalt und Kupfer wieder zu gewinnen. Dieses Pyrometallurgische Recycling genannte Verfahren verursacht Experten zufolge sogar noch mehr CO2 als bei der Herstellung der Batterien selbst. Es hat also schon etwas paradoxes an sich. Eigentlich verfolgt man mit dem Recycling einen guten Zweck, andererseits verursachen die Einschmelzverfahren noch mehr CO2. Die Recyclingquote beträgt 25 Prozent. Die Überreste müssen dann auch noch in aufgegebenen Bergwerken endlagert und die beim Prozess freigesetzten giftigen Gasen aufwendig gefiltert werden.

Batterie-Recycling muss im industriellen Maßstab erfolgen

Bis 2025 möchte VW eine Million Elektroautos gefertigt haben. Das Thema Batterie-Recycling spielt somit zunehmend eine zentrale Rolle. Ein kleines Rechenbeispiel zeigt, wie wichtig umweltschonendere Verfahren sind. VW selbst hatte erst kürzlich vorgerechnet, was allein die Produktion einer kleinen 36kWh-Batterie für Emissionen freisetzt. Im Ergebnis nimmt allein die Herstellung der Akkus für den VW E-Golf 57 Prozent der gesamten bei der Autoproduktion freigesetzten Emissionen ein. Es wird an Entwicklungen getüftelt, bei denen die Produktion der Elektroautobatterien wesentlich umweltschonender von Statten geht. Auch der Batterietyp soll sich in Zukunft ändern. Bis jedoch die Lithium-Ionen-Feststoffbatterie beispielsweise von einer Redox-Flow-Batterie (Flüssigstoffbatterie) ersetzt wird, dürften noch Jahre vergehen.

Bisher müssen nicht recycelbare Stoffe in aufgegebenen Bergwerken endlagert werden. Bild: European Lithium Nahezu alle Teile der alten Batterie können recycelt werden

Das Unternehmen Duesenfeld hat sich daher bereits Gedanken zu einem umweltschonenden Recyclingverfahren gemacht und zunächst einen Trick patentieren lassen, mit diesem die großen Akkupacks von Hand an zerlegt werden. Sortenrein werden die Gehäuseteile, Abdeckungen und weiteren montierten Komponenten entsprechend gesammelt. Die erste Zerkleinerung der Altakkus hat den Vorteil, dass diese in der Folge auch gefahrenfreier transportiert werden können. Generell birgt der Transport ausrangierter Akkus die Gefahr, dass diese sich durch einen Kurzschluss noch entzünden und nur sehr schwer wieder gelöscht werden können. Bei dem Duesenfeld-Verfahren werden die alten Elektroautoakkus zunächst vollends entladen. Der restliche Strom wird dem Recycling-Verfahren zugeführt. Die nun zurückgebliebenen Batteriepakete werden zum Zerkleinern einem Schredder zugeführt. Kurzschlüsse werden verhindert, indem das SchredderVerfahren bei Unterdruck und mittels der Zugabe von Stickstoff stattfindet. Durch das anschließende Verdampfen und Kondensieren der Schredder-Masse kann das Elektrolyt aus den Akkus zurückgewonnen werden. Es bleibt ein trockenes Granulat zurück. Mit der Hilfe von Magneten und Sieben können so die einzelnen Bestandteile extrahiert werden. Folglich kann Duesenfeld bis zu 96 Prozent der Batteriekomponenten wieder voneinander trennen und die enthaltenen wertvollen Rohstoffe wie Nickel und Co wieder entnehmen. Diese finden dann Wiederverwendung bei der Produktion neuer Lithium-Ionen-Akkus.

Aufbau einer Redox-Flow-Batterie der Zukunft Technik soll in Standardseecontainer passen

Duesenfeld zeigt, dass nachhaltiges Recycling von alten Elektroautobatterien keinesfalls Zukunftsmusik ist, sondern schon jetzt sehr gut funktioniert. Um den umweltschonenden Prozess auch salonfähig zu machen, setzt das Unternehmen nicht nur auf eine hauseigene Pilotanlage in Wendeburg bei Braunschweig, sondern möchte dass die Schredder-Anlagen bei lokalen Sammelstellen zum Einsatz kommen. Somit kann direkt vor Ort einer Sammelstelle für alte E-Auto-Akkus das zu recycelnde Granulat produziert werden. Die benötigte Technik soll laut Duesenfeld in einen Standard-Seecontainer passen, um faktisch überall auf der Welt eingesetzt werden zu können. Das Batteriegranulat kann in der Folge dann wieder gefahrenlos transportiert werden. Zentrale Anlagen bereiten das Granulat in der Folge wieder für neue Produktionen auf.

Fazit

Duesenfeld-Recycling fasst die Vorteile des neuen Verfahrens wie folgt zusammen:

  • Mit Materialien aus dem Duesenfeld-Recycling lassen sich Lithium-Ionen Batterien mit einem bis zu 40 % geringeren CO2-Fußabdruck produzieren.
  • Die Rohstoffgewinnung mit dem Duesenfeld-Recycling spart bis zu drei Tonnen CO2 pro Tonne recycelter Batterien im Vergleich zur Neugewinnung der Materialien aus primären Quellen ein.
  • Gegenüber pyrometallurgischen Verfahren müssen beim Duesenfeld-Recycling keine Rohstoffe in Form von Baustoffen in aufgegebenen Bergwerkschächten endgelagert werden.
  • Durch die Elektrolytrückgewinnung des Duesenfeld-Recyclings entstehen keine giftigen Fluorverbindungen wie bei pyrometallurgischen Verfahren, die aufwändig nachverbrannt und gewaschen werden müssen.

Eine Millionen Euro: Auch Frank Thelen setzt auf den Hyperloop

18. June 2019 - 14:04

Frank Thelen gehört zu den bekanntesten Tech-Investoren in Deutschland. Seine Popularität nutzte er auch schon einmal, um ein Werbevideo für Tesla zu drehen. Eigenen Angaben zufolge erhielt er dafür allerdings kein Geld, sondern wollte lediglich die Vision von Tesla-Chef Elon Musk unterstützen. Dieser baut aber nicht nur Autos, sondern hat auch noch viele weitere Ideen. Unter anderem den Hyperloop. Dabei handelt es sich um Transportkapseln, die durch eine Vakuumröhre geschossen werden. Dadurch sollen Menschen und Material mit mehr als eintausend Stundenkilometern befördert werden können. Bei der Umsetzung dieser Vision könnten Thelen und Musk nun zu Konkurrenten werden. Denn der Tesla-Boss werkelt in den Vereinigten Staaten an einer Realisierung des Konzepts, während der deutsche Investor ein europäisches Startup unterstützen möchte.

Der typische Thelen-Look: Hemd mit offenem Kragen und ohne Krawatte. Thelen will in ein europäisches Projekt investieren

Dies bestätigte Thelen gegenüber dem Magazin t3n. Demnach möchte der Bonner mit seiner Firma Freigeist rund eine Millionen Euro investieren und schaut sich daher aktuell verschiedene europäische Firmen an. Dies scheint auf den ersten Blick zu überraschen. Denn bisher haben vor allem US-Startups Schlagzeilen in Sachen Hyperloop gemacht. Doch zumindest im Bereich der Forschung muss auch Deutschland sich nicht verstecken. So konnte ein Team der TU München eine Hyperloop-Kapsel immerhin schon auf 466 Stundenkilometer beschleunigen – und gewann damit einen von Elon Musk ausgerufenen Wettbewerb. Aber auch an der Hochschule Emden/Leer wird in diesem Bereich geforscht. Das dortige Projekt trägt den Namen Hyperpodx. Mit Hyperloop UPV aus Spanien und Hardt aus den Niederlanden gibt es zudem auch im europäischen Ausland Investitionsmöglichkeiten.

Lilium könnte als Vorbild dienen

Als Blaupause für das Investment könnte Thelens Engagement beim Münchener Flugtaxi-Startup Lilium dienen. Dort stieg der Investor frühzeitig ein, half einen funktionstüchtigen Prototypen zu entwickeln und unterstützte die Gründer anschließend bei der Suche nach weiteren Geldgebern. Allerdings ist Lilium aktuell auch das einzige Investment von Thelen in der Transport- und Logistikbranche. Ansonsten hat Thelen in den vergangenen Jahren vor allem über die Sendung „Die Höhle der Löwen“ Geld investiert. Allerdings nicht immer erfolgreich. So gab es bei von Floerke diverse Streitigkeiten mit dem Gründer, sodass der Investor seine Anteile entnervt wieder abgab. Das Food-Startup Fittaste schlitterte sogar in die Insolvenz. Andere Investments wie Ankerkraut, Little Lunch und Lizza sollen hingegen sehr erfolgreich sein.

Studie beweist: Sport in der Grundschule sorgt für bessere Mathe-Leistungen

18. June 2019 - 12:06

Zunächst einmal ist klar: Wer besser in Mathe werden möchte, muss vor allem viel üben. Allerdings ist dies lediglich die Grundvoraussetzung. Denn es existieren auch externe Faktoren, die Einfluss auf den Lernerfolg haben. Wissenschaftler des Instituts der deutschen Wirtschaft haben daher nun untersucht, welche Freizeit-Aktivitäten sich positiv auf die Leistungen in der Grundschule auswirken. Einige Ergebnisse dürften dabei wenig überraschen. Wer beispielsweise auch zuhause viel und gerne liest, der verbessert seine Lesekompetenz. Dies wiederum hilft dann auch in der Schule – und zwar sogar in Mathe-Tests. Noch interessanter ist aber eine zweite Beobachtung der Forscher: Auch wer regelmäßig Sport macht, schneidet in Mathe besser ab als jemand, der dies nicht tut.

Zu viel Sport kann den positiven Effekt ins Gegenteil verkehren

Diese Beobachtung bleibt zudem auch dann noch bestehen, wenn man den sozialen Hintergrund der Kinder herausrechnet. Allerdings gilt in Sachen Sport und Mathematik: Viel hilft nicht immer viel. Denn die Studie zeigt auch: Wer zu oft Sport macht, dessen schulische Leistungen sinken wieder. Dies erklären die Forscher schlicht mit der eingangs erwähnten Tatsache: Wer jede freie Minute auf dem Bolzplatz verbringt, hat vermutlich zu wenig Zeit und Energie um noch genug zu lernen. Grundsätzlich gilt aber: Wer regelmäßig Sport macht, schneidet beim Rechnen, Lesen und in Sachen Rechtschreibung besser ab als vergleichbare Schüler mit anderer Freizeitgestaltung. Diese Erkenntnis wirft einige Fragen bezüglich unseres Schulsystems auf.

Ganztagsschulen haben noch nicht den gewünschten Effekt gebracht

Denn in den letzten Jahren wurden verstärkt die Ganztagsschulen ausgebaut. Hier kam die Studie aber zu dem Ergebnis: Ob ein Schüler den ganzen Tag in der Schule ist oder nur den halben, hat momentan keine Auswirkungen auf seine Leistungen in Vergleichstests. Gleichzeitig haben Kinder, die bis abends in der Schule bleiben, aber auch weniger Möglichkeiten Sport zu treiben und aktiv ihre Freizeit zu gestalten. Theoretisch sollten sie daher entsprechende Angebote an der Schule nutzen können. Diese sind oftmals allerdings noch nicht so gut ausgebaut, wie man sich das wünschen würde. Die aktuellen Studienergebnisse sollten Anlass genug sein, hier noch einmal deutlich nach zu bessern.

Via: Süddeutsche Zeitung

In Bochum: Gelähmte Patienten können ihren Rollstuhl per Gedankenkraft steuern

18. June 2019 - 10:13

Im Berufsgenossenschaftlichen Universitätsklinikum Bergmannsheil in Bochum findet aktuell ein Experiment statt, dass das Leben zahlreicher Patienten verbessern könnte. Denn wer so gelähmt ist, dass er seinen Rollstuhl nicht mehr selbst fahren kann, ist in seiner Mobilität stark eingeschränkt. Die Wissenschaftler experimentieren daher mit einer Steuerung per Gedankenkraft über eine sogenannte Hirn-Computer-Schnittstelle. Im Labor konnte auf diese Weise tatsächlich bereits erstaunliche Ergebnisse erzielt werden. In Bochum soll nun geschaut werden, wie sich die Technologie unter realen Bedingungen verhält. Insgesamt zehn Probanden üben daher aktuell mit dem System. Immerhin vier sind nach einigen Wochen Training nun in der Lage, eine Übungsstrecke mit einfachen Hindernissen zu meistern.

Bild: Felix Winkelmann / Bergmannsheil Der Lernprozess zwischen Mensch und Computer ist komplex

Dafür müssen die Patienten eine Elektrodenkappe tragen, die elektrische Impulse innerhalb des Gehirns aufzeichnet und an einen Computer weitergibt. Dieser wiederum leitet aus den Daten dann den gewünschten Fahrweg ab. Damit der Trick funktioniert ist allerdings eine extrem große Konzentration des Fahrers notwendig. Außerdem muss der Computer zunächst lernen, welche Impulse mit welchem Bewegungsmuster verknüpft sind – was ein durchaus langwieriger Prozess sein kann. Dies ist auch der Grund, weshalb noch nicht alle Probanden in Bochum die Teststrecke erfolgreich absolviert haben. Die beteiligten Wissenschaftler betonen daher auch: Noch ist das Produkt weit von der Marktreife entfernt. Tatsächlich handelt es sich um wichtige Grundlagenforschung, die zeigen soll, wo das System bereits gut funktioniert und in welchen Punkten noch Verbesserungen erreicht werden müssen.

Bei Hindernissen stoppt der Rollstuhl automatisch

Die Forscher sind daher mit den bisher gewonnenen Ergebnissen der Tests auch sehr zufrieden. Neben der reinen Gedankensteuerung ist der Rollstuhl zudem mit weiterer moderner Technik ausgestattet. So befinden sich eine Infrarot-Kamera und ein Laserscanner an dem Gerät, mit deren Hilfe zwei 3D-Karten generiert und miteinander verknüpft werden. Der Sinn der Übung: Steuert der Rollstuhl auf ein Hindernis zu, soll er automatisch stoppen, um so die Sicherheit des Fahrers zu gewährleisten. Durchgeführt werden die Forschungsarbeiten von einem Team der Technischen Hochschule Lausanne und Experten des Bochumer Krankenhauses. Ihre Hoffnung: Langfristig den Patienten neue Formen der Mobilität zu ermöglichen.

Via: Bergmannsheil

Bitcoin erzeugt so viel CO2 wie ein kleines Land

17. June 2019 - 19:30

Die digitale Währung Bitcoin erfreut sich seit Jahren steigender Beliebtheit und hatte vor allem 2016 wahre Höhenflüge, die den Kurs immens steigen ließen. Ökologisch gesehen ist die Währung aber bedenklich: Forscher des MIT und der TU München gehen davon aus, dass der Energiebedarf der Kryptowährung pro Jahr etwa 46 Terawattstunden Energie benötigt. Damit verursacht Bitcoin pro Jahr mindestens 22 Millionen Tonnen CO2-Emissionen.

Bild: Bitcoin, Zach Copley, Flickr, CC BY-SA 2.0 CO2-Emissionen wie Jordanien

Genau gesagt schätzen die Forscher, dass die Digitalwährung Bitcoin jedes Jahr zwischen 22 und 22,9 Millionen Tonnen CO2-Emissionen verursacht. Das entspricht etwa dem Treibhausgasausstoß eines kleinen Landes wie Jordanien oder Sri Lanka. Für ihre Berechnungen nutzten die Wissenschaftler Geschäftsberichte von Unternehmen, die Hardware für das Mining von Bitcoin herstellen.

Beim „Mining“, also dem Prozess, bei dem Bitcoin „geschürft“ werden, versuchen viele Computer gleichzeitig, ein kryptografisches Rätsel zu lösen. Die zugrundeliegenden Berechnungen wurden in den letzten Jahren zunehmend komplexer, was sich auch auf den Strombedarf auswirkt. „ Im Januar 2011 konnte ein Bitcoin-Schürfer mit einem aktuellen Grafikprozessor damit rechnen, mehr als zwei Blöcke pro Tag zu finden„, so die Forscher. Inzwischen bräuchte ein Miner mit der gleichen Rechenleistung etwa 472 339 Jahre für einen Blick. Selbst leistungsstarke Systeme entdecken heute nur etwa alle 21 Jahre einen Blick, weshalb sehr viele Systeme gleichzeitig laufen müssen. Ein Block fasst derzeit 12,5 Bitcoin, und es werden 1800 Bitcoin pro Tag geschürft.

Energiebedarf explodiert

Allein im Jahr 2018 hat sich der für das Mining benötigte Energieaufwand vervierfacht und liegt derzeit bei etwa 45,8 Terawattstunden. Etwa zwei Drittel aller Bitcoin werden derzeit in Asien geschürft – speziell in China. Dort gibt es große Bitcoin-Farmen, die aus mehreren Tausend Rechnern bestehen. Je nach Standort variiert deren CO2-Fußabdruck. In der chinesischen Provinz Sichuan etwa kommt vorwiegend Elektrizität aus Wasserkraft zum Einsatz – in der Mongolei versorgen dagegen Kohlekraftwerke die Bitcoin-Farmen mit Energie.

Die dezentrale Kryptowährung Bitcoin gibt es seit 2008. Konzipiert wurde sie von einer Person mit dem Pseudonym Satoshi Nakamoto. 2017 war der Kurs von Bitcoin zeitweise nahe an der 20.000 Dollar-Marke. Aktuell ist ein Bitcoin etwa 8.000 Dollar wert.

Kalter Cyber-Krieg: Warum die Vereinigten Staaten das russische Stromnetz gehackt haben

17. June 2019 - 14:05

Die Vereinigten Staaten haben in den letzten Jahren ihre Fähigkeiten in der Cyber-Kriegsführung massiv ausgebaut. Eingesetzt wurden die Technologien beispielsweise im Konflikt mit Nordkorea. Nun aber berichtet die New York Times, dass die amerikanischen Staats-Hacker im vergangenen Jahr vor allem ein Land im Visier hatten: Russland. Demnach wurden zwar bereits im Jahr 2012 einige Angriffe auf das Stromnetz des Landes unternommen. Diese dienten aber vor allem der Informationsbeschaffung. Oder anders ausgedrückt: Es handelte sich um eine moderne Form der Spionage. Im vergangenen Jahr hat sich der Fokus allerdings verschoben. Nun wurde die Schadsoftware bewusst so platziert, dass im Falle eines Konflikts tatsächlich großer Schaden angerichtet werden könnte.

Stromnetze sind für Hacker ein leichtes Ziel

Gedacht ist dies als unmissverständliche Warnung an den russischen Präsidenten Wladimir Putin. Denn das Innenministerium der Vereinigten Staaten und das FBI warnen bereits seit Jahren davor, dass auch das amerikanische Stromnetz von russischen Hackern infiltriert wurde. Im Falle eines Konflikts könnten sich die beiden Länder also gewissermaßen gegenseitig den Strom ausschalten. Allerdings ist unklar, wie groß die Auswirkungen tatsächlich wären. Denn zum einen ist natürlich nirgendwo detailliert aufgelistet, welche Software wo eingeschleust wurde. Und zum anderen ist unklar, welche Angriffe bereits entdeckt und behoben wurden. Klar ist aber: Stromnetze sind grundsätzlich ein leichtes Ziel für Hacker und lassen sich auch nur schwer schützen.

US-Präsident Trump soll nicht eingeweiht sein

Die Warnung der Vereinigten Staaten soll nun also eine Art Gleichgewicht des Schreckens herstellen. Im Idealfall nutzen dann beide Seiten ihre Möglichkeiten Schaden anzurichten nicht, weil sie wissen, dass die Gegenseite über ähnliche Fähigkeiten verfügt. Pikant ist an der Geschichte der New York Times noch ein weiteres Detail: US-Präsident Donald Trump ist in die Attacken auf das russische Stromnetz anscheinend gar nicht eingeweiht. Rechtlich ist dies möglich, weil für bestimmte Cyber-Attacken die Erlaubnis des Verteidigungsministers ausreicht. Dieser wiederum soll Angst haben, dass Trump die Aktion durch einen spontanen Entschluss gefährdet oder wichtige Details ausplaudert. In Russland wiederum dürfte kein Zweifel daran bestehen, dass Präsident Putin über die gegenseitigen Hacker-Angriffe informiert ist.

Window Solar Charger: Dieses clevere Gadget bringt Sonnenenergie in jedes Haus

17. June 2019 - 12:13

Hausbesitzer haben es in Sachen Sonnenstrom vergleichsweise einfach: Sie können Solarmodule auf dem eigenen Dach installieren lassen. Wer allerdings in einer Wohnung lebt oder auf Reisen ist, muss oftmals mit dem vorhandenen Strommix leben. Die Firma Grouphug möchte dies nun aber zumindest zu einem kleinen Teil ändern. Die Entwickler dort haben daher ein Solarladegerät entworfen, das mithilfe eines Saugknopfes an jedem Fenster angebracht werden kann. Dort nutzt es dann die direkte Sonneneinstrahlung, um Strom zu gewinnen und zu speichern. Bei Bedarf kann dann das eigene Smartphone aufgeladen werden. Diese Vorgehensweise ist sicherlich mühseliger als einfach das Ladegerät an die Steckdose anzuschließen. Dafür kann man sich aber sicher sein, ausschließlich nachhaltig produzierten Strom zu nutzen.

Bild: Grouphug Die Batterie ist in den Rahmen integriert

Das Unternehmen legt zudem Wert darauf, dass es sich auch um ein ansprechend designtes Produkt handelt. Der Rahmen besteht daher aus Bambus und dient auch als Sichtschutz für die integrierte Batterie. Dieser eingebaute Stromspeicher stellt einen großen Vorteil dieses besonderen Solarladegeräts dar. Denn er ermöglicht es, das Smartphone zu jeder Tag- und Nachtzeit aufzuladen – und nicht nur wenn gerade die Sonne scheint. Zwischen den Holzstäben befinden sich wiederum die vier Solarmodule. Diese benötigen rund zehn Stunden an Sonneneinstrahlung, um die Batterie des Geräts vollständig aufzuladen. Wer also morgens die Konstruktion ins Fenster hängt, kann nach einem erfolgreichen Arbeitstag abends sein Smartphone mit Solarenergie wieder aufladen. Allerdings nicht besonders oft.

Die Entwicklerin wollte ein konkretes Problem lösen

Denn den Angaben der Entwickler zufolge, lässt sich ein iPhone rund zweimal vollständig aufladen. Bei Android-Geräten sind sogar nur rund anderthalb Ladevorgänge möglich. Entwickelt wurde der Window Solar Charger unter der Federführung von Krystal Persaud. Die Gründerin von Grouphug hatte jahrelang mit dem Problem zu kämpfen, dass sie in ihrer New Yorker Wohnung keinen Solarstrom beziehen konnte. Sie entschied sich daher, selbst eine technische Lösung zu entwickeln. Verkauft wird das Gadget aktuell über die Plattform Kickstarter. Dort ist die günstigste Variante für 149 US-Dollar erhältlich. Die Auslieferung soll dann im April nächsten Jahres erfolgen. Schon jetzt sind auf diesem Weg Bestellungen mit einem Wert von mehr als 30.000 Euro getätigt worden.

Via: Inhabitat

Wettlauf ins All: Auch Indien plant den Bau einer eigenen Raumstation

17. June 2019 - 10:03

Die indische Weltraumforschung wurde früher teilweise ein wenig belächelt. Dies änderte sich allerdings als es gelang, eine Sonde zum Mars zu schicken. Die Besonderheit: Die Inder realisierten das Projekt zu einem Bruchteil der sonst üblichen Kosten. Dies beeindruckte auch die Experten der NASA, sodass sogar eine Kooperation vereinbart wurde. Die indische Raumfahrtbehörde ISRO hat nun einen kleinen Einblick in ihre Zukunftspläne gegeben. Demnach wird noch in diesem Jahr die Sonde Chandrayaan-2 zum Mond starten. Anschließend sind zwei unbemannte Testflüge geplant, bevor im Jahr 2022 der erste indische Astronaut ins All gebracht werden soll. Damit würde das Land in einen exklusiven Club vordringen. Denn bisher haben nur die Vereinigten Staaten, Russland und China tatsächlich eigene Astronauten ins All gebracht.

Transportraketen hat Indien bereits erfolgreich ins All geschossen. Foto: ISRO Die Raumstation soll für wissenschaftliche Experimente genutzt werden

Die Pläne der indischen Behörden gehen aber noch deutlich weiter. So wurde nun bekannt, dass anschließend mit dem Bau einer eigenen Raumstation begonnen werden soll. Diese wird langfristig im All bleiben und es indischen Astronauten erlauben, dort für 15 bis 20 Tage zu wohnen. Diese Zeitspanne reicht aus, um eine Vielzahl an wissenschaftlichen Experimenten durchzuführen. Die Ankündigung stellt einen Kurswechsel in Indiens Raumfahrtstrategie dar. Denn lange Zeit verhandelte das Land auch über eine Beteiligung an der internationalen Raumstation ISS. Diese Gespräche führten bisher aber zu keinem Ergebnis. Stattdessen gab es zuletzt sogar Streit über den Test einer indischen Anti-Satelliten-Rakete. Denn die Trümmerteile des probeweise abgeschossenen Satelliten stellten eine ernsthafte Gefahr für die ISS dar.

Eine Beteiligung anderer Länder ist nicht geplant

Indiens Ministerpräsident Modi bezeichnete sein Land anschließend als die vierte Großmacht im All – neben den USA, Russland und China. In diesem Kontext sind auch die Pläne für eine eigene Raumstation zu sehen. Folgerichtig betonen die Behörden auch, dass Indien beim Bau der Raumstation nicht auf Hilfe aus dem Ausland angewiesen sei. Die Finanzierung soll ebenfalls vollständig aus eigenen Mitteln erfolgen. In diesem Punkt ist das indische Raumfahrtprogramm allerdings nicht frei von Kritik. Denn oftmals wird darauf verwiesen, dass die Gelder besser im Rahmen der Armutsbekämpfung eingesetzt werden sollten. Allerdings gibt es auch viele Experten, die den langfristigen Nutzen der Forschungsarbeit betonen und die Ausgaben daher als sinnvoll erachten.

Via: NDTV

Lebensspender Baum: Ein erstaunliches Allheilmittel für uns und unsere Erde

16. June 2019 - 17:09

Es wird Zeit, das Bewusstsein dafür zu wecken, was Bäume für unser irdisches Leben bedeuten. Daraus wächst ziemlich schnell die Erkenntnis, dass wir kaum etwas Besseres tun können, als Bäume zu pflanzen, um unser Fortbestehen auch für die Zukunft zu sichern – und noch dazu die Lebensqualität zu erhöhen.

Foto: Werner Gees Für so viele Probleme gibt es diese eine Lösung

Nicht nur mitten im Wald spürst du es, sondern auch dann, wenn du dich einem alleinstehenden grünen Riesen näherst: diese wunderbare Kraft, die von Bäumen ausgeht, diese Unerschütterlichkeit und dieser belebende Duft. Es steht längst fest, dass intensive Waldspaziergänge die Gesundheit stärken, sogar die körperliche Abwehr gegen Krebs verbessern. Außerdem tut das natürliche Grün mit seinem unvergleichlichen Licht- und Schattenspiel unserer Seele gut, lenkt uns vom Alltag ab und lässt den Stress versiegen. Wir haben so viele Probleme auf der Welt – und erstaunlich viele von ihnen lassen sich durch das Pflanzen von Bäumen lösen.

Bäume regulieren das Klima im Kleinen wie im Großen

Bäume wirken klimaregulierend, im Kleinen wie im Großen. In städtischen Straßen sorgen sie dafür, dass die sommerliche Hitze ihren Biss verliert. Sie senken die Temperaturen auf dem Asphalt und an den Fassaden um viele Grad und reichern die Luft mit wohltuender Feuchtigkeit an. Durch Aufforstung gelingt es sogar, Wüsten zurückzudrängen und neues Land für den Ackerbau und zum Leben zu schaffen. Dem australischen Agrarwissenschaftler Tony Rinaudo gelang es, einen Teil der Sahelzone zu begrünen. Der »Waldmacher« erhielt dafür im Jahr 2018 den Alternativen Nobelpreis. Sein Projekt läuft noch heute und stellt hoffentlich die Versorgung der rasant wachsenden afrikanischen Bevölkerung für die Zukunft sicher.

Bäume binden CO2 und filtern Schmutz aus der Luft

Bäume binden CO2, und je mehr es werden, desto mehr Kohlenstoffdioxid wird aus der Luft gesogen. Schon ein Bäumchen von nur 20 Metern produziert daraus 10.000 Liter Sauerstoff an nur einem Tag – genug für bis zu 10 Menschen! Wer ein Windrad in einem Wald baut, der muss übrigens etwa zwei- bis sechstausend Quadratmeter Fläche von Wald bereinigen; 350 Quadratmeter davon werden vollständig versiegelt. Eigentlich ein Unding, wenn man es so bedenkt! Doch es geht noch weiter: Bäume filtern Staub und Schmutz aus der Luft, sie machen unsere Städte sauberer. Wälder, Alleen und Stadtparks werden nicht umsonst als »Grüne Lunge« bezeichnet. Ein einziger Durchschnittsbaum bringt es auf 100 Kilogramm Staub im Jahr, die er zuverlässig bindet.

Lebensspender Baum: ein wahres Wunderwerk

Bäume dienen als Lebensraum für Tiere und Pflanzen: Nicht nur Vögel, sondern auch Moose nisten am Stamm und in den Kronen. In Deutschland sind es etwa 6.700 Tierarten, die unbedingt Wälder und Bäume benötigen. Bäume ernähren, bieten Schutz und Schatten. Sie bilden auch Früchte für uns Menschen, nicht nur Äpfel, Birnen und Mirabellen, sondern auch Esskastanien und Bucheckern. Einfach mal probieren! Bäume sorgen mit ihren weitläufigen Wurzeln dafür, dass unser Boden nicht erodiert. Sie lassen Schattenpflanzen unter sich wohnen, die wiederum weiteren Tieren und Pflanzen nützlich sind. Wälder sind Erholungsorte, sie liefern Brennstoff und Baumaterial. Es lohnt sich, sie zu pflanzen, zu pflegen und zu lieben. Selten gibt uns ein Lebewesen so viel zurück wie der Baum.

Quelle: baumpflegeportal.de

»Schädlich und unnütz«: Australien hat schon seit 2014 keine CO2-Steuer mehr

16. June 2019 - 10:04

Heute werfen wir einmal einen weiten Blick über den Tellerrand und schauen auf Australien. Während in Deutschland noch fleißig über die CO2-Steuer diskutiert wird und die Regierungsparteien offensichtlich gar nicht so abgeneigt sind, hat Down Under längst die Segel gestrichen.

Von Corey Leopold – cropped version ofImage:Uluru, helicopter view.jpg respectively Uluru/Ayers Rock, CC BY 2.0, Link China sprang bei der Kohle in die Bresche

Bereits 2012 führte Australien unter Premierministerin Julia Gillard die CO2-Steuer ein, zwei Jahre später war diese schon wieder Geschichte. Der neue Premier Tony Abbott sah die Abgabe nicht nur als sinnlos, sondern sogar als schädlich an. Sie belastete vorwiegend kleine Unternehmen und Familien und erwies sich als Bremse für die Wirtschaft. Nun könnte man einwenden, dass es doch gerade der Sinn der Sache ist, dass die Wirtschaft mal ins ruhigere Fahrwasser gerät, damit die Umwelt sich erholen kann. Leider sprang aber China in die Bresche und tat sich mehr als zuvor an der Kohle gütlich. »Mit der CO2-Steuer schrumpft die Aluminiumindustrie um 60 Prozent und die Eisen- und Stahlindustrie um 20 Prozent«, stellte Abbott damals warnend fest. »Die Kohleindustrie würde nur dank der Chinesen überleben, die dann das tun, was wir nicht mehr tun sollen: Kohle kaufen und verbrennen.«

Australien ist weltgrößter Kohle-Exporteur

Australien deckte noch im Entscheidungsjahr 2014 um die 70 Prozent seines Energiebedarfs aus der Kohle. Der Kontinent trägt zu einem Prozent zum internationalen CO2-Jahresausstoß bei, wobei der Pro-Kopf-Ausstoß im hohen Bereich von 16,1 Tonnen liegt. Der Kohleexport boomt, und unter dieser Prämisse ist auch der CO2-Steuerausstieg zu verstehen. Jeder 10. Arbeitsplatz hängt in Australien von der Kohle ab. Im Grunde muss jedes Land für sich die Entscheidung treffen, ob es seine Wirtschaft und Arbeitsplätze und damit auch seinen Wohlstand aufs Spiel setzen möchte, auch unter der Gefahr, überhaupt nichts damit zu erreichen.

Man muss schon vollkommen überzeugt sein von der drohenden Klimakatastrophe, um diesen harten Weg zu gehen. Und, ja es gibt immer noch wissenschaftliche Gegenstimmen, die das offizielle Narrativ in Frage stellen, wie zum Beispiel Bjorn Lomborg  und Ex- Max-Planck-Direktor Lennart Bengtsson.

Quelle: spiegel.de

Minus 1.500 pro Jahr: Amsterdam macht aus Anwohnerparkplätzen Grünflächen

15. June 2019 - 17:04

Unser westliches Nachbarland gilt als echtes Fahrrad-Eldorado, doch in der Hauptstadt dominiert optisch immer noch der PKW. Etwa 432.000 öffentliche Parkplätze prägen das Bild, über 250.000 befinden sich direkt links und rechts der Straße. Sogar der historische Stadtkern mit seinen romantischen Grachten ist voll davon – das soll sich nun ändern.

Von Dohduhdah – Eigenes Werk, Gemeinfrei, Link Bis 2025 sollen 11.200 Parkplätze verschwunden sein

Noch eine weitere Zahl sticht ins Auge: 133.000 aller Amsterdamer Parkplätze werden ab dem 1. Juli 2019 für Anwohner reserviert sein, davor waren es noch etwas mehr. Ab diesem Stichtag sollen dann jedes Jahr etwa 1.500 Anwohnerparkplätze im Stadtgebiet wegfallen und einem neuen Zweck zugeordnet werden. Neue Grünflächen werden entstehen, so die Stadtoberen, aber auch Radwege, verbesserte Ladezonen und breitere Fußwege. Bis 2025 hofft man darauf, dass bereits 11.200 Anwohnerparkplätze verschwunden und entsprechend überarbeitet sind.

Bestehende Parkausweise werden nicht weggenommen

Den Anwohnern werden die Parkausweise nicht einfach weggenommen: Jeder, der ein solches Dokument besitzt, darf es erst einmal behalten. Doch bei Sterbefällen, Weg- und Umzügen sowie Fahrzeugabmeldungen werden keine neuen Ausweise ausgestellt, der Parkplatz verfällt einfach. Die Wartezeit für einen neuen Parkplatz soll im Jahr 2026 zwei Jahre betragen, heute erhält quasi jeder Antragsteller bei Berechtigung sofort einen Ausweis. Die Stadtverwaltung erhofft sich dadurch, dass die Frage: »Wie verträglich ist es, im dichten Stadtverkehr einen PKW zu nutzen?« mehr in den Fokus gerät. Die Amsterdamer werden sich jedenfalls reiflicher als zuvor überlegen, ob sie sich noch einen eigenen Wagen zulegen möchten oder nicht.

Die Parkgebühren für Nicht-Anwohner klettern gleichzeitig in immense Höhen: Im Zentrum steigen sie von 5,00 Euro auf 7,50 Euro pro Stunde. Es wird also eng für diejenigen, die in Amsterdam Autofahren und Parken möchten. Gleichzeitig freuen sich die Denkmalschützer darauf, die Kaimauern im historischen Kern endlich sanieren zu können und ihre Fundamente durch die Wegnahme von Parkflächen zu entlasten.

Quelle: zukunft-mobilitaet.net

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