Am Donnerstag startet der wichtigste Online-Kongress für Altersmediziner
im deutschsprachigen Raum. An drei Tagen werden in 24 digitalen Symposien
aktuelle Themen und die neuesten Erkenntnisse der Geriatrie diskutiert.
„Wir bieten ein überaus abwechslungsreiches und interdisziplinär
gestaltetes Programm, hochkarätige nationale und internationale Keynote-
Speaker sowie ein Veranstaltungsformat, das sich einfach und flexibel auch
ohne Präsenz verfolgen lässt“, sagt Kongresspräsident Professor Rainer
Wirth.

Der Online-Kongress der Deutschen Gesellschaft für Geriatrie (DGG) findet
vom 2. bis 4. September statt unter dem Motto „Geriatrie – Brücke zwischen
Generalisten und Spezialisten“. Kurzentschlossene können sich noch an den
Veranstaltungstagen über die Kongress-Website registrieren.

Premiere feiert in diesem Jahr der „DGG-Preis für das Lebenswerk“, der
jetzt am ersten Kongresstag erstmals verliehen wird. „Damit zeichnen wir
ab sofort Persönlichkeiten aus, die auf Jahrzehnte geriatrischer Tätigkeit
zurückblicken können und große Verdienste für die Altersmedizin in
Deutschland erzielt haben“, so Wirth. „Wir verraten allerdings noch nicht,
wer das sein wird – die Online-Teilnehmenden können gespannt sein, wer die
mit dem Preis verbundene Special-Lecture halten wird.“

Gespannt sein dürfen Teilnehmende des DGG-Online-Kongresses auch auf vier
hochkarätige Keynotes in den Themenbereichen Alterstraumatologie,
Schluckstörungen, Long-COVID und Sturzprophylaxe. Hier eine Kurzübersicht
zu den vier Keynote-Höhepunkten des DGG-Kongresses:

Keynote-Lecture Ulrich Christoph Liener: Die Meilensteine aus 20 Jahren
Alterstraumatologie

Rund 800.000 alterstraumatologische osteoporotische Verletzungen und
170.000 hüftgelenksnahe Frakturen bei vornehmlich älteren Menschen wurden
allein im letzten Jahr in Deutschland verzeichnet. Diese Zahlen werden
aufgrund der demografischen Entwicklung in den kommenden Jahren weiter
zunehmen. Sie sind nur ein Indikator dafür, wie wichtig die enge
Zusammenarbeit von Unfallchirurgen und Geriatern für eine gute
Patientenversorgung ist. Prof. Dr. med. Ulrich Christoph Liener,
Ärztlicher Direktor der Klinik für Orthopädie, Unfallchirurgie und
Sporttraumatologie am Marienhospital Stuttgart, ist einer der führenden
Mediziner im Bereich Alterstraumatologie mit über 20 Jahren Erfahrung. Er
hat unter anderem das erste Weißbuch Alterstraumatologie miterstellt,
dessen zweite Ausgabe derzeit in Arbeit ist. Beim Online-Jahreskongress
der Deutschen Gesellschaft für Geriatrie (DGG) stellt er in seiner Keynote
„Unfallchirurgie beim geriatrischen Patienten – modernes Handwerk mit
Grips und Technik“ Meilensteine aus zwei Jahrzehnten Alterstraumatologie
vor.

Termin: Donnerstag, 2. September, 16:45 Uhr, Unfallchirurgie beim
geriatrischen Patienten – modernes Handwerk mit Grips und Technik

Keynote-Lecture Rainer Dziewas: Schluckstörungen im Alter verstehen –
Ursachen, Diagnostik und Therapiemöglichkeiten

Im Alter steigt das Risiko, eine Schluckstörung zu entwickeln, drastisch
an: Bei mehr als 50 Prozent der Pflegeheimbewohner und rund 70 Prozent
aller im Krankenhaus behandelten geriatrischen Patienten treten
altersabhängig bedingte Veränderungen des Schluckaktes (Presbyphagie) auf
– mit möglichen Folgen wie Pneumonie, Mangelernährung oder Dehydratation.
Das Bewusstsein und das Wissen darüber haben in der medizinischen Fachwelt
in den letzten Jahren stark zugenommen. Einen wichtigen Beitrag zu dieser
erfreulichen Entwicklung leistet Deutschlands führender Dysphagie-Experte
Professor Dr. Rainer Dziewas, Chefarzt der Klinik für Neurologie und
neurologische Frührehabilitation am Klinikum Osnabrück. Der renommierte
Neurologe hat unter anderem wesentlich bei der Erstellung eines
Curriculums zur Flexiblen endoskopischen Evaluation des Schluckakts (FEES)
beigetragen, das gemeinsam von der Deutschen Gesellschaft für Neurologie
(DGN), der Deutschen Schlaganfall-Gesellschaft (DSG) und der Deutschen
Gesellschaft für Geriatrie (DGG) entwickelt wurde. Wie sich mit FEES und
anderen Diagnose-Tools individuelle Schluckmuster erkennen und darauf
aufbauend, adäquate therapeutische Strategien auswählen lassen, zeigt
Dziewas in seiner Keynote-Lecture.

Termin: Freitag, 3. September, 15:45 Uhr, Dysphagie verstehen – die
Pathophysiologie der oropharyngealen Dysphagie

Keynote-Vortrag Claire Steves: Wie Zwillingsstudien neue Erkenntnisse über
den Einfluss von Long-COVID auf das Altern liefern

In der öffentlichen Debatte wird das Thema Long-COVID derzeit vor allem im
Zusammenhang mit Menschen unter 60 Jahren diskutiert. Doch auch viele
ältere Menschen leiden unter den Langzeitfolgen, wie Geriater im
klinischen Alltag erleben. Das wirft viele wichtige Forschungsfragen auf,
zum Beispiel: Wie wirkt sich die Langzeiterkrankung auf den
Alterungsprozess der über 60-Jährigen aus? Welche Mechanismen liegen
diesem Prozess zugrunde? Wie kann die Immunantwort bei älteren,
gebrechlichen Menschen gestärkt werden? Was lässt sich daraus für den
Umgang mit anderen Infektionskrankheiten lernen? Dr. Claire Steves (Foto),
Clinical Senior Lecturer am King's College London und Consultant
Geriatrician am Guys and St Thomas's NHS Foundation Trust, sucht nach
Antworten auf diese Fragen, indem sie Zwillinge im größten
Zwillingsregister Großbritanniens untersucht. In ihrem mit Spannung
erwarteten Hauptvortrag auf dem Online-Jahreskongress der Deutschen
Gesellschaft für Geriatrie (DGG) wird sie die ersten Ergebnisse dieser
potenziell wegweisenden Forschung vorstellen.

Termin: 3. September, 16:45 Uhr, COVID in the older population – new
insights from symptom tracking and twins

Keynote-Lecture Nathalie van der Velde: Falls in older persons – does
medication play a role?

Stürze sind die Hauptursache für Verletzungen und verletzungsbedingte
Todesfälle bei älteren Menschen – maßgeblichen Anteil daran haben auch
Nebenwirkungen bestimmter Medikamente: Rund 90 Prozent aller Sturz-
Patienten nehmen sogenannte „Fall-risk-increasing Drugs“, kurz FRIDs, ein,
die zum Beispiel zur Behandlung von kardiovaskulären Erkrankungen oder
Depressionen verschrieben wurden. Die Gründe dafür, warum FRIDs im
klinischen Alltag dennoch zu selten abgesetzt werden, beziehungsweise ihre
Einnahme nicht modifiziert wird, sind vielfältig: Zum Beispiel
Unwissenheit über FRIDs sowie die Neigung, positive Effekte bei
Medikamenten zu überschätzen, aber auch negative Effekte zu unterschätzen.
Und vor allem: fehlende Leitlinien zu diesem Thema. Zudem sind
medikamentöse Nebenwirkungen höchst individuell. Klare und strukturierte
Guidelines und Vorhersagemodelle für den klinischen Alltag zu schaffen,
die sturzgefährdete ältere Menschen identifizieren helfen und individuelle
Sturzprophylaxe ermöglichen – das ist das Forschungsziel von Prof.
Nathalie van der Velde (Foto), Geriaterin am Amsterdam University Medical
Center (AMC). Als Leiterin der Task and Finish Group on FRIDs der
Europäischen Gesellschaft für Geriatrische Medizin (EuGMS) hat sie es sich
zur Aufgabe gemacht, diese wichtige Forschung auch europaweit zu fördern,
zu optimieren und zu harmonisieren. Das Deprescribing-Tool STOPPFall, eine
der aktuellen Errungenschaften dieser Forschungsgruppe, kann Geriatern im
Alltag eine wertvolle Entscheidungshilfe zur Medikation von Patienten
bieten. Dieses Tool sowie weitere spannende Resultate und Erfahrungen aus
ihrer Forschungsarbeit wird van der Velde ihm Rahmen ihrer Keynote-Lecture
beim DGG-Online-Jahreskongress vorstellen.

Termin: Samstag, 4.September, 9:45 Uhr, Falls in older persons – does
medication play a role?

Seien Sie live dabei: Jetzt online registrieren über die Kongress-Website
der DGG!

Mit einem Satellitensystem, das den Trockenstress von Pflanzen misst,
haben zwei Forscher aus dem Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik,
Ernst-Mach-Institut, EMI, jetzt das Spin-off ConstellR gegründet. Die
Technologie ermöglicht es der Landwirtschaft, die Bewässerung der
Anbauflächen zu optimieren und damit den Ernteertrag zu steigern. Das
erste Sensorsystem startet Anfang 2022 ins All, um an Bord der
Internationalen Raumstation ISS installiert zu werden.

Die Weltbevölkerung wächst und mit ihr der Bedarf an Nahrungsmitteln. Da
die Ackerflächen begrenzt sind, muss die Landwirtschaft künftig auf
derselben Fläche mehr ernten. Das bedeutet auch, dass der Anbau verbessert
werden muss. Ein wichtiger Hebel ist die optimale Versorgung mit Wasser.
Denn wenn Pflanzen in Wasserstress geraten, stecken sie weniger Energie in
ihre Früchte, und die Ernte fällt kleiner aus. Das Problem besteht darin,
dass sich der Zustand der Pflanzen auf den riesigen Ackerflächen weltweit
nur schwer messen lässt. Zwar nutzt man schon seit den 1970er-Jahren
Satellitendaten für den Überblick, doch sind diese relativ ungenau. Zum
Einsatz kommen bisher vor allem visuelle und sogenannte nah-infrarote
Sensoren, die den Pflanzenfarbstoff Chlorophyll erkennen. Das Chlorophyll
baut sich ab, wenn Pflanzen zu wenig gewässert werden. »Dann ist es aber
bereits zu spät«, sagt Dr. Max Gulde, Physiker am Fraunhofer-Institut für
Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI, in Freiburg. »Was wir brauchen,
ist eine Technologie, die innerhalb weniger Stunden verrät, ob Pflanzen
ausreichend mit Wasser versorgt sind.«

Algorithmen bestimmen Temperatur auf der Blattoberfläche

Genau diese Technologie hat Max Gulde gemeinsam mit seinem Kollegen Marius
Bierdel am Fraunhofer EMI entwickelt. Auch hier kommt Satellitentechnik
zum Einsatz. Das Forschenden-Team nutzt dabei eine weiterentwickelte
Wärmebildkamera im Satelliten. Spezielle Algorithmen werten die Daten aus
und bestimmen damit die Temperatur auf der Blattoberfläche der Pflanzen.
Daraus wiederum lassen sich Rückschlüsse auf deren Wasserversorgung
ziehen. Bei Wassermangel verringert sich die Verdunstung von Wasser über
die Blätter. Damit steigt die Temperatur an der Blattoberfläche.
»Innerhalb von zwei Stunden kann sich die Temperatur um zwei bis drei Grad
Celsius verändern«, sagt Max Gulde. »Unser Verfahren misst auf ein
Zehntelgrad genau und löst die Temperatur-Differenzen sehr fein auf.«
Technisch gesehen misst der Sensor die in Form von Photonen von den
Pflanzen abgestrahlte Energiemenge.

Eine Herausforderung bei der Entwicklung bestand darin, störende Wärme,
die von der Atmosphäre, der Erdoberfläche oder vom Satelliten selbst
abgestrahlt wird, herauszurechnen. Diese verfälscht die Temperaturdaten
von der Blattoberfläche. Auch das ist den Forschenden am Fraunhofer EMI
mit den Algorithmen gelungen. Die Nachricht, wie gut das System
funktioniert, kam von der Europäischen Weltraumorganisation ESA. »Wir sind
ganz unbedarft an die Sache herangegangen, bis die ESA uns mitgeteilt hat,
dass das ein echter Durchbruch sei. Das Problem der Temperaturmessung
hatte vor uns niemand auf so kompakte Weise lösen können«, sagt Max Gulde.
Die Daten werden von den Satelliten auf Bodenstationen heruntergeladen, in
Rechenzentren prozessiert, für den Anwender aufbereitet und schließlich
auf die App der landwirtschaftlichen Nutzer übertragen.

Optimale Bewässerung fast in Echtzeit

Der entscheidende Vorteil der Technologie: Die Daten und Informationen
über die Wasserversorgung von Pflanzen liegen schon nach Stunden vor.
Landwirte und Landwirtinnen können damit praktisch in Echtzeit ihre
Bewässerung anpassen und gezielt jene Äcker oder Pflanzen wässern, die
besonders betroffen sind. Die punktgenaue Bewässerung hilft dabei auch,
Wasser zu sparen. Darüber hinaus lassen sich genauere Ernteprognosen
erstellen und dementsprechend Preise für landwirtschaftliche Produkte
frühzeitig kalkulieren, weil schon viele Wochen im Voraus zu erkennen ist,
wie stark eine Dürre eine Ernte schädigen könnte. »Das gibt den
landwirtschaftlichen Produzenten deutlich mehr Planungssicherheit«, sagt
Gulde.

Schon Anfang 2022 soll die neue Technologie im All an Bord der
Internationalen Raumstation in Betrieb gehen. »Ich freue mich sehr, dass
das erste Spin-off des Fraunhofer EMI mit den am Institut entwickelten
Technologien dazu beitragen wird, weltweit die Bewässerung von Feldern und
Äckern und damit den Ernteertrag zu optimieren. Sie verbessern die
Ernährungssicherheit für die Menschen und stellen deshalb gerade in Zeiten
des Klimawandels einen bedeutenden Fortschritt dar«, sagt Prof. Dr. Frank
Schäfer, Leiter der Abteilung Systemlösungen am Institut.

Der Weg zur Ausgründung ConstellR

Für die weitere Entwicklung und Vermarktung der Technologie haben Gulde
und Bierdel die Firma ConstellR gegründet. Seit 2015 sind die beiden
Wissenschaftler an Forschungsarbeiten zur Nanosatellitenmission ERNST
beteiligt, bei der eine kompakte Wärmebildkamera zum Einsatz kommt. Die
Idee, eigene Satelliten mit räumlich hochauflösenden Wärmebildkameras zur
Temperaturmessung auszustatten, hatten sie schon im Jahr 2017. Damals galt
es für junge Forscherinnen und Forscher im Rahmen des europäischen
Ideenwettbewerbs Copernicus Masters, den »kleinsten Satelliten mit dem
größten gesellschaftlichen Nutzen« zu konzipieren. Die Forscher am
Fraunhofer EMI wurden mit ihrer Idee in ein Existenzgründerprogramm –
einen Accelerator – aufgenommen. »In der Zeit haben wir das ganze
Einmaleins des Unternehmertums gelernt«, sagt Max Gulde. Doch erst eine
Förderung in Höhe von 1,8 Millionen Euro durch das Bundesministerium für
Wirtschaft und Energie, an der sich das Fraunhofer EMI mit zehn Prozent
beteiligte, machte die Entwicklung des Satellitensystems und die Gründung
von ConstellR möglich.

Ende 2022 werden die beiden Experten die Fraunhofer-Gesellschaft
verlassen, um sich voll ihrer Entwicklungsfirma widmen zu können. Jetzt
schon sind aus ihrer Forschungsarbeit drei Patente hervorgegangen.

Als schnell nachwachsender Rohstoff ist Bambus ein idealer Ersatz für
Holz. Doch bei Feuchtigkeit ist die Anfälligkeit für Schimmelpilze ein
Problem. Nun haben Fraunhofer-Forschende das Feuchteverhalten von Bambus
unter bestimmten klimatischen Bedingungen analysiert. Mithilfe einer
Simulations-Software können Bauherren Maßnahmen planen und umsetzen, die
das Auftreten von Schimmelpilzen verhindern.

In Zeiten des Klimawandels zählt die Bambusstaude zu den Hoffnungsträgern.
Bambus ist ein schnell nachwachsender Rohstoff, bindet CO2, lässt sich
ressourcenschonend verarbeiten und ist biologisch abbaubar. Deshalb setzt
auch die Baubranche zunehmend auf Bambus als Ersatzstoff für Holz, das
angesichts der weltweit steigenden Bautätigkeit knapp wird.

Allerdings hat die Bambusoideae (wiss. Name) aus der Familie der Süßgräser
aus bautechnischer Sicht ein Problem: Bäume entwickeln im Laufe ihres
jahrhundertelangen Lebens Abwehrstoffe gegen schädliche Bakterien und
Schimmelpilze. Die Lebensdauer einer Bambusstaude liegt bei nur 20 Jahren.
Dementsprechend hat sie weniger Abwehrstoffe und ist daher anfällig gegen
Schimmelpilzbefall.

Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP stellt nun eine Lösung vor, die
das Feuchteverhalten von Bambus prognostizierbar macht und damit ein
effizientes Feuchtemanagement des Werkstoffs ermöglicht. »Ziel ist, das
Auftreten von Schimmelpilzen zu vermeiden, ohne dass man chemische Gifte
einsetzen müsste, die auch für den Menschen schädlich sind«, erklärt Prof.
Dr. Hartwig Künzel, Leiter der Abteilung Hygrothermik am Fraunhofer IBP.

Labortest ermittelt die Stoffkennwerte

Im ersten Schritt werden die hygrothermischen Stoffkennwerte von Bambus
unter bestimmten klimatischen Bedingungen ermittelt. Nach Untersuchungen
in China fanden weitere Tests auf dem Freilandversuchsgelände des
Fraunhofer IBP in Holzkirchen bei München statt. Hier wurden
Bambusprodukte der Witterung ausgesetzt und dabei die klimatischen
Bedingungen detailliert von einer meteorologischen Station protokolliert.
Anschließend untersuchte ein Expertenteam den Werkstoff im Labor. Wie viel
Wasser bzw. Wasserdampf nimmt Bambus auf? Wie viel gibt er wieder ab und
wie vollzieht sich der Feuchtigkeitstransport innerhalb des Werkstoffs?
Für Letzteres wurde das Material im Kernspintomografen untersucht, der
anzeigt, wie sich das aufgesogene Wasser innerhalb des Werkstoffs verteilt
und bewegt.

Simulations-Software für alle klimatischen Bedingungen

Technologisches Herzstück des Projekts ist die hygrothermische
Simulations-Software WUFI®. Es handelt sich um ein instationäres und
weltweit experimentell validiertes Rechenverfahren. Sie ermöglicht eine
realitätsnahe Simulation der Wärme- und Feuchteverhältnisse in Bauteilen
und Gebäuden. Mit den im Labor ermittelten Kennwerten simuliert die
Software das Verhalten von Bambus unter bestimmten klimatischen
Bedingungen und stellt die Entwicklung als animierte Grafik mit einem
zeitlichen Verlauf dar. Daraus lässt sich ableiten, wie hoch die
Wahrscheinlichkeit ist, dass Schimmelpilzbefall auftritt. Bei Bambus
beginnt der gefährliche Bereich typischerweise bei Umgebungsbedingungen
von 80 Prozent relativer Luftfeuchte. Ein Bauunternehmen, das Bambus für
den nachhaltigen Gebäudebau einsetzt, kann auf Basis der Software-Analyse
Maßnahmen einplanen, die für wirksame Rahmenbedingungen wie beispielsweise
den Schutz vor Feuchte sorgen.

»Die Software WUFI® liefert verlässliche und detaillierte Ergebnisse zum
Feuchteverhalten von Bambus. Bauunternehmen und Architekten können damit
baubiologisch einwandfreie und nachhaltige Gebäude mit Bambus als
Werkstoff planen und realisieren«, freut sich Künzel. Daneben können die
Erkenntnisse auch genutzt werden, um neue Anwendungsgebiete für
unterschiedliche Bambuswerkstoffe zu erschließen.

Die Simulationssoftware hatten die Forschenden schon vor Jahren
entwickelt. Angesichts des aktuell steigenden Bedarfs an Holzersatzstoffen
haben die Fraunhofer-Forschenden die Software nun auch für den Werkstoff
Bambus validiert. »Je nach Anwendung und Anspruch stehen verschiedene
Varianten von WUFI® zur Verfügung, die wir auch an internationale Partner
lizenzieren«, sagt Künzel. Als Ersatzstoff für Holz ist Bambus bestens
geeignet. Der faserige Werkstoff ist leicht, bietet enorme
Langzeitstabilität und lässt sich ähnlich wie Holz zu Platten verarbeiten,
etwa für Wandverkleidungen. Da Bambus sehr hart ist, eignet er sich auch
als Fußboden. Aufgrund seiner Flexibilität ist Bambus für Gebäude in
Erdbebengebieten ideal.

Forschungsfelder Raumklima, Bautechnik, Biohygrothermik

Ein weiterer umweltfreundlicher Holzersatz, den das Fraunhofer IBP bereits
erforscht hat, ist Rohrkolben (Typha), der als stabiler, dämmfähiger und
nachwachsender Baustoff für Wände gute Dienste leistet. Das Know-how im
Bereich der Holzersatzstoffe ist aber nur ein Teil der Kompetenzen des
Fraunhofer IBP. Das Institut mit Standorten in Stuttgart und Holzkirchen
verfügt über langjährige Expertise auf den Gebieten der Bauphysik. Dazu
gehören beispielsweise Bautechnik, Raumklima und Biohygrothermik – immer
auch unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit. So erforschen die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch das Raumklima in Flugzeugen
oder das Feuchtigkeitsmanagement bei Verpackungen. Aktuell ist ein Projekt
geplant, bei dem die Möglichkeiten für einen klimastabilen Transport von
empfindlichen Waren geprüft werden.

Herkömmliche Prozesse zur Herstellung von Batterieelektroden sind auf den
Einsatz von meist toxischen Lösungsmitteln angewiesen und benötigen viel
Platz und Energie. Nicht so DRYtraec® – ein neu entwickeltes
Trockenbeschichtungsverfahren des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und
Strahltechnik IWS. Die Technologie ist umweltfreundlich und
kosteneffizient, kann breit eingesetzt werden und hat so das Potenzial,
die Batterieelektrodenherstellung zu revolutionieren.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) prognostiziert für
das Jahr 2030 in Deutschland einen Energieverbrauch von etwa 655
Terawattstunden – und damit einen Anstieg um fast 20 Prozent im Vergleich
zu heute. Eine entsprechende Studie hatte die Prognos AG im Auftrag des
BMWi durchgeführt. Die Zahl stellt eine erste Abschätzung dar, endgültige
Ergebnisse sollen im Herbst vorliegen. Doch klar ist, dass der
gesamtgesellschaftliche Energiebedarf kontinuierlich zunimmt. Gerade im
stark wachsenden Elektromobilitätssektor wird daher nach neuen Wegen
gesucht, um den Energiebedarf bei der Herstellung von Batterien zu
reduzieren und somit so kosteneffizient und gleichzeitig so
umweltfreundlich wie möglich zu gestalten. Mit DRYtraec® hat ein
interdisziplinäres Forschungsteam am Fraunhofer IWS in Dresden hierfür
eine vielversprechende Lösung entwickelt, die bei der Herstellung der
Batterieelektroden ansetzt.

Elektroden sind ein zentraler Baustein jeder Batterie und bestehen in der
Regel aus einer Metallfolie, die mit einer dünnen Beschichtung überzogen
ist. Die Beschichtung enthält dabei die aktiven Komponenten, die für die
Energiespeicherung verantwortlich sind. Ȇblicherweise erfolgt der
Beschichtungsprozess nass-chemisch mit sogenannten Slurry-Ansätzen«,
erklärt Dr. Benjamin Schumm, Gruppenleiter Chemische
Beschichtungsverfahren am Fraunhofer IWS. Aus Aktivmaterial, Leitrußen und
Bindern wird zusammen mit einem Lösungsmittel eine Art Paste hergestellt,
mit der zunächst eine nasse Schicht auf der Metallfolie erzeugt wird.
»Damit das Lösungsmittel anschließend wieder verdampfen kann, werden
riesige Anlagen mit sehr langen Trocknungsstrecken benötigt. Diesen
Prozess können wir mit DRYtraec® effizienter gestalten.«

Spezieller Binder und Scherkräfte durch rotierende Walzen

Für das neue Beschichtungsverfahren werden grundsätzlich ähnliche
Ausgangsstoffe wie in den Slurry-Ansätzen verwendet. Die Trockenvariante
des Fraunhofer IWS kommt dabei ohne Lösungsmittel aus, setzt dafür aber
auf einen speziellen Binder. Zusammen bilden die Materialien ein Pulver,
das in einen Kalanderspalt, also einen Spalt zwischen zwei entgegengesetzt
rotierende Walzen, gegeben wird. Entscheidend ist, dass sich eine der
Walzen dabei schneller dreht als die andere. So entsteht eine Scherkraft,
die dafür sorgt, dass der Binder fadenförmige Netzwerke, sogenannte
Fibrillen, ausbildet. »Man kann sich das in etwa wie ein Spinnennetz
vorstellen, das die Partikel mechanisch verankert«, beschreibt Schumm. Auf
der schneller rotierenden Walze bildet sich durch Druck und Bewegung ein
feiner Film. Dieser wird anschließend in einem zweiten Kalanderspalt auf
eine Stromableiterfolie übertragen. Hierbei können ohne großen Mehraufwand
auch beide Seiten gleichzeitig beschichtet werden. Im letzten Schritt wird
die entstandene Rolle dann je nach Bedarf zugeschnitten und die einzelnen
Teile entsprechend gestapelt, um so die fertige Batteriezelle zu erzeugen.

Erfolg durch gebündelte Kompetenzen in Chemie und Produktionstechnik

Mit DRYtraec® ergeben sich somit im Vergleich zu bisherigen
Batterieelektrodenbeschichtungsverfahren klare ökologische und ökonomische
Vorteile. Der Wegfall von toxischen Lösungsmitteln und langen,
energiefordernden Trocknungsanlagen kommt der Umwelt zugute. Indem das
neue Verfahren die Produktion beschleunigt und die Anlage nur ein Drittel
der Fläche einer herkömmlichen Lösung einnimmt, entstehen zudem auf
vielfältige Weise Einsparungseffekte.

Den Erfolg des DRYtraec®-Verfahrens sieht Schumm vor allem in der breit
gefächerten Expertise des Forschungsteams am Fraunhofer IWS begründet. So
gebe es Kollegen mit Expertise im Fachbereich Chemie, die an der optimalen
Pulvermischung gearbeitet haben, genauso aber auch Experten aus der
Produktionstechnik, denen es gelungen sei, die Anlagen so zu entwickeln,
dass der Trockenfilm nie selbsttragend ist und somit stabil bleibt.

Breite Anwendungsmöglichkeiten

Im Rahmen des Förderprojekts »DryProTex« wurden bereits erste
DRYtraec®-Prototypenanlagen in Betrieb genommen. Hierbei zeigte sich, dass
eine kontinuierliche Elektrodenherstellung möglich ist – und das auch
unabhängig vom jeweiligen Batterietyp: »Das Einsatzspektrum der
Technologie ist nicht auf eine bestimmte Zellchemie beschränkt«, betont
Schumm. »Die Anwendung bei Lithium-Ionen-Zellen ist genauso möglich wie
bei Lithium-Schwefel- oder Natrium-Ionen-Zellen. Auch Feststoffbatterien
haben wir mit im Blick. Diese werden in Zukunft eine immer größere Rolle
spielen, aber die Materialien vertragen keine nass-chemische Verarbeitung.
Hier liefern wir mit DRYtraec® einen vielversprechenden Ansatz.«

Das Interesse der Industrie ist groß. Derzeit laufen Gespräche mit
mehreren Automobil- und Zellherstellern, um die Realisierung von diversen
Pilotanlagen zu planen. Über die Elektrodenherstellung mit DRYtraec®
hinaus betrachten die Fraunhofer-Forschenden anhand vieler weiterer
Projekte die gesamte Prozesskette der Batteriezellenentwicklung
ganzheitlich, um so die Zukunft der Batterie maßgeblich mitzugestalten.