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2023

Wasseraufbereitung in Zeiten des Klimawandels – mehr Physik beim Umweltschutz

Wie innovative Methoden helfen können, Frischwasser einzusparen

Greifswald/Stralsund, 30. November 2023

Frischwasser gehört zu den wertvollsten Ressourcen auf unserer Erde. Nur etwa drei Prozent des weltweit verfügbaren Wassers ist Süßwasser. Immer extremer werdende Wetterverhältnisse wie Hitze und Dürren zeigen, dass es ein kostbares Gut ist. Gleichzeitig steigt der Bedarf für Frischwasser seitens der Wirtschaft und der Industrie. Denn für die Herstellung von Lebensmitteln wird enorm viel Wasser benötigt, das dann als Ab- bzw. Prozesswasser aufwändig – meist chemisch und kostspielig – gereinigt werden muss.

Forscherinnen und Forscher im Projekt PHYSICS & ECOLOGY unter der Leitung von Dr. Marcel Schneider vom Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) in Greifswald haben nun sehr gute Ergebnisse erzielt: Physikalische Methoden wie Plasma sind in Bezug auf die Dekontamination von Ab- bzw. Prozesswasser konkurrenzfähig zu etablierten Methoden wie Ozonung, UV-Behandlung oder Aktivkohle. Die Konkurrenzfähigkeit bezieht sich sowohl auf ihre Behandlungseffektivität gegenüber Keimen und Pestiziden, als auch auf ihre Kosteneffizienz. Dr. Marcel Schneider erklärt hierzu: „Die Ergebnisse bestärken uns in unserer Annahme, dass innovative physikalische Verfahren wie zum Beispiel Plasma zur Dekontamination von Wasser eine Alternative zu herkömmlichen Methoden sein können. Wir sind damit dem Ziel, Wasser von Agrarchemikalien zu reinigen, aufzubereiten und wieder zurückzuführen, einen großen Schritt nähergekommen.“

Im Rahmen des durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Bündnisses PHYSICS FOR FOOD, das die Hochschule Neubrandenburg mit dem INP und Wirtschaftspartnern in insgesamt sieben Leitprojekten auf den Weg gebracht hat, wird an physikalischen Alternativen in der Land- und Ernährungswirtschaft geforscht. Das Ziel: In der Landwirtschaft und bei agrartechnischen Produktionsprozessen soll weniger Chemie gebraucht bzw. die Umwelt dadurch weniger belastet werden. Es geht um mehr Physik beim Klima- und Umweltschutz.

Seit Dezember 2021 ist das Projekt aus dem Labor in die Quasi-Wirklichkeit verlegt worden. Der Projektpartner Harbauer GmbH aus Berlin hat einen Demonstrator konstruiert, in dem sich 1:1 die Prozesse nachbilden lassen, die nötig sind, um durch verschiedene physikalische Verfahren aus Abwasser wieder Frischwasser zu machen.

Im Demonstrator wird mit acht Technologien gearbeitet. Dabei sind Spaltrohr, Kiesfilter, Ultrafiltration, UV-Behandlung, Ozon und Aktivkohlefilter die bereits für eine Wasseraufbereitung etablierten Technologien, während es den Einsatz von Plasma und zusätzlich Ultraschall – als insgesamt zwei vielversprechende Verfahren – noch weiter zu optimieren gilt. Mit diesen Methoden sollen neue Wege beschritten werden. Es gibt aktuell im Übrigen kaum Anlagen in der Größenordnung des Demonstrators, bei denen diese innovativen Technologien mit den etablierten Verfahren verglichen aber auch kombiniert werden können, und die bei einem hohen Durchsatz die Behandlung unter realistischen Bedingungen ermöglichen.

Seit kurzem steht dieser Demonstrator in Stralsund. Die Braumanufaktur Störtebeker GmbH hat hierfür einen Teil ihres Brauereigeländes und ihr Prozesswasser zur Verfügung gestellt. Dort sollen insgesamt ein Kubikmeter Wasser pro Stunde – also so viel wie fünf gefüllte Badewannen – durch den Demonstrator laufen, der in einem 20 Fuß-Schiffscontainer untergebracht ist. Thomas Ott, Betriebsleiter der Störtebeker Braumanufaktur, erklärt hierzu: „Unsere Brauerei zeichnet sich durch innovative Brauspezialitäten mit den besten Rohstoffen aus. Wasser spielt im gesamten Produktionsprozess eine herausragende Rolle. Wir sind sehr daran interessiert, unseren Beitrag für Nachhaltigkeit und Umweltschutz zu leisten und Frischwasser einzusparen, indem es insbesondere durch eine physikalische Aufbereitung wiederverwendet werden kann.“

Die Braumanufaktur in Stralsund ist dabei der zweite Standort des Demonstrators. Die ersten vielversprechenden Ergebnisse konnten auf dem Gelände der rübenverarbeitenden Fabrik in Anklam, der Cosun Beet Company GmbH & Co. KG (CBC Anklam), erzielt werden. Im Demonstrator ist das Prozesswasser behandelt worden, das nach dem Waschen der Zuckerrüben angefallen war. Miriam Woller-Pfeifer, Betriebsingenieurin bei der CBC Anklam, resümiert nach dem Einsatz des Demonstrators: „Unser Ziel ist eine komplette Kreislaufwirtschaft bei der Verarbeitung von Zuckerrüben. Wir wollen sämtliche Bestandteile optimal und nachhaltig nutzen. Die Wasseraufbereitung ist dabei ein zentraler Punkt in unserer Nachhaltigkeitsstrategie. Die erzielten Ergebnisse stimmen uns dahingehend sehr optimistisch.

 

Über PHYSICS FOR FOOD

Die Hochschule Neubrandenburg, das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) und Wirtschaftsunternehmen starteten im Jahr 2018 das Projekt ‚PHYSICS FOR FOOD – EINE REGION DENKT UM!‘. Das Bündnis entwickelt seitdem gemeinsam mit zahlreichen weiteren Partnern neue physikalische Technologien für die Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung. Dabei kommen Atmosphärendruck-Plasma, gepulste elektrische Felder und UV-Licht zum Einsatz.  

Ziel ist es, Agrarrohstoffe zu optimieren und Schadstoffe in der Lebensmittelproduktion zu verringern, chemische Mittel im Saatgut-Schutz zu reduzieren und die Pflanzen gegenüber den Folgen des Klimawandels zu stärken. Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Initiative ‚WIR! – Wandel durch Innovation in der Region‘ gefördert (Förderkennzeichen 03WIR2810).

Weitere Informationen und Videos gibt es unter: www.physicsforfood.org

Kontakt

Paulina Druse, Public Relations PHYSICS FOR FOOD
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
Felix-Hausdorff-Straße 2, 17489 Greifswald
Tel: +49 170 2600543, E-Mail: paulina.druseinp-greifswaldde

Einladung zum öffentlichen Technologie-Workshop: Verwertung biogener Reststoffe im östlichen Mecklenburg-Vorpommern

Greifswald, 09. November 2023

Das WIR! Bündnis biogeniV lädt am 06. Dezember 2023 zu einem kostenfreien, öffentlichen Technologie-Workshop an das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) in Greifswald ein. Das mit Bundesmitteln geförderte Forschungs- und Technologiebündnis biogeniV sucht in der Region östliches Mecklenburg-Vorpommern nach neuen Wegen für die Verwertung biogener Reststoffe zu grünen Kraft- und Wertstoffen. In der Veranstaltung steht neben Fachvorträgen die gemeinsame Sammlung von Ideen für neue technologische Projekte, wie einer geplanten Pilotanlage, im Vordergrund. Die Einladung richtet sich an Universitäten, Unternehmen, Fachinstitute und interessierte Privatpersonen.

Die verbindliche, kostenfreie Anmeldung ist bis zum 28. November 2023 online möglich: https://www.inp-greifswald.de/de/technologieworkshop-des-wir-buendnis-biogeniv/

Das WIR! Bündnis biogeniV wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Seit 2020 leistet es durch Forschung und Entwicklung einen Beitrag zu einem nachhaltigen, regionalen Wandel bei der Erzeugung grüner Kraft- und Wertstoffe auf Basis biogener Reststoffe, grünem CO2 und erneuerbarer Energie.

Die vom Bündnis ausgewählten Technologien zur Herstellung grüner Kraft- und Wertstoffe sind vielfältig angelegt, um das Potential der Bündnisregion auszuschöpfen und neue Verwertungsketten zu schaffen. Mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und öffentlicher Hand fokussiert biogeniV verschiedene, auf die regionalen Gegebenheiten zugeschnittene Innovationsbereiche: Technologien zur Biomethanolerzeugung, Technologien für mehr Ressourceneffizienz bei der Biogasherstellung sowie Technologien für die Verwertung von bisher ungenutzten Reststoffen wie Gülle und Gärresten.

Weiterführende Informationen zum biogeniV-Bündnis: https://www.biogeniv.de

 

Weitere Informationen

Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
Tel.: +49 3834 554 3903 // stefan.gerhardtinp-greifswaldde
Felix-Hausdorff-Straße 2 // 17489 Greifswald //www.leibniz-inp.de

Plasmaforschung im Fokus: Internationale Wissenschaftskonferenz in Greifswald erfolgreich beendet

Greifswald, 15. September 2023

Die 23. International Conference on Gas Discharges and their Applications (GD2023) ist am Freitag in Greifswald zu Ende gegangen. Rund 130 internationale Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Vertreter der Industrie aus 21 Ländern haben sich eine Woche lang über die neuesten Entwicklungen in der Plasmaforschung ausgetauscht. Die Konferenz wurde gemeinsam vom Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP), dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) und der Universität Greifswald organisiert.

Die GD2023 bot eine Plattform für den wissenschaftlichen und technischen Dialog zwischen verschiedenen Disziplinen der Plasmaforschung, von der Grundlagenforschung bis zur Anwendung insbesondere in Bereichen der Energieerzeugung, - Wandlung, - Verteilung, der Entwicklung neuer Schaltgeräte sowie Themen der Umweltforschung und technischen Diagnostik. In 95 Vorträgen wurden aktuelle Forschungsergebnisse präsentiert, rund um alle Arten von Gasentladungen, von Niederdruck- bis zu Hochdruckplasmen sowie von thermischen bis zu nicht-thermischen Plasmen und deren Transfer in die Praxis.

Nach 1997 und 2010 richtet das INP die traditionsreiche und international renommierte Wissenschaftskonferenz bereits zum dritten Mal in Greifswald aus. Greifswald ist ein internationales Zentrum der Plasmaforschung mit einer rund 100-jährigen Tradition in diesem Forschungsgebiet. Hier befinden sich das INP, das größte außeruniversitäre Forschungsinstitut für Niedertemperaturplasmen in Europa, das IPP, das an der Entwicklung eines Fusionskraftwerks auf Basis eines magnetisch eingeschlossenen Wasserstoffplasmas arbeitet, sowie die Universität Greifswald, die einen Forschungsschwerpunkt für Plasmaphysik anbietet.

Eröffnet wurde die Veranstaltung von Bettina Martin, Ministerin für Wissenschaft, Kultur, Bundes- und Europaangelegenheiten des Landes Mecklenburg-Vorpommern. Sie betonte die Bedeutung des Wissenschaftsstandorts Greifswald in der internationalen Plasmaforschung. Prof. Dr. Ralf Schneider, Prorektor der Universität Greifswald erläuterte in seinem Grußwort die Historie und aktuelle Bandbreite der wissenschaftlichen Angebote in der Hanse- und Universitätsstadt.

Der Vorsitzende des lokalen Planungskomitees Prof. Dr. Klaus-Dieter Weltmann, Direktor des INP, zeigte sich sehr zufrieden mit dem Verlauf und dem Ergebnis der Konferenz: “Wir freuen uns sehr, dass wir erneut viele renommierte Expertinnen und Experten aus aller Welt in Greifswald begrüßen konnten. Die GD2023 hat überzeugend gezeigt, wie vielfältig und innovativ die Plasmaforschung ist und welche Potenziale sie für die Lösung gesellschaftlicher Herausforderungen bietet. Wir sind stolz darauf, diese Tradition der Plasmaforschung in Greifswald fortzuführen und weiterzuentwickeln.”

Weitere Informationen
Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
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INP zum vierten Mal mit TOTAL E-QUALITY-Prädikat für Chancengleichheit ausgezeichnet

Greifswald, 14. August 2023

Zum vierten Mal in Folge erhält das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) das TOTAL E-QUALITY-Prädikat. Dem Greifswalder Forschungsinstitut wird damit der aktive Einsatz für Chancengleichheit und Vielfalt bescheinigt.

Die Jury erläutert in ihrer Begründung: „Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. präsentiert in seiner Bewerbung eine Chancengleichheitsstrategie, welche die TOTAL E-QUALITY-Standards in den verschiedenen Aktionsfeldern hervorragend erfüllt. Aufgrund des beispielhaften Handelns im Sinne einer geschlechter- und diversitätsgerecht ausgerichteten Organisationskultur wird das INP für die Jahre 2023 bis 2025 zum vierten Mal mit dem TOTAL E-QUALITY-Prädikat ausgezeichnet.“

Prof. Dr. Thomas von Woedtke, Vorstandsmitglied des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie (INP), kommentiert: „Chancengleichheit ist verbindlich in der Satzung des INP verankert und wird an unserem Institut aktiv gelebt. Wir fühlen uns durch die erneute Auszeichnung mit dem TOTAL E-QUALITY-Prädikat bestärkt und bestätigt und werden von Seiten des Vorstandes weiterhin alle diesbezüglichen Aktivitäten nachdrücklich unterstützen.“

Dr. Christine Zädow, Gleichstellungsbeauftragte am INP, ergänzt: „Wir haben in den letzten Jahren einen Fokus auf Maßnahmen gelegt, die der Vereinbarkeit von Beruf und Familie dienen. Dazu gehören flexible Arbeitszeiten, Homeoffice-Angebote und beispielsweise ein Eltern-Kind-Zimmer, so dass der Nachwuchs im Bedarfsfall auch zur Arbeit mitgebracht werden kann. Darüber hinaus unterstützen wir aktiv bei der Suche nach Betreuungsangeboten für Kinder und pflegebedürftige Angehörige. Für unsere Wissenschaftlerinnen bieten wir zudem ein Mentoring-Programm, um sie für Führungsaufgaben zu qualifizieren.“

Organisationen ab 15 Mitarbeitenden können sich um das TOTAL E-QUALITY-Prädikat bewerben. Die Bewerbung erfordert die Darlegung von Chancengleichheit und Vielfalt in der Organisation mit Fokus auf Geschlechter- und Diversitätsgerechtigkeit sowie intersektionale und inklusive Ansätze. Der Fragebogen zielt auf Haltungen, Strategien, Maßnahmen und Monitoring ab. Seit 1997 wurden über 1.000 Prädikate an 366 Organisationen vergeben. Details zur Initiative finden sich auf der Internetseite von TOTAL E-QUALITY Deutschland e. V.: https://www.total-e-quality.de

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Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
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INP-Forscher Sander Bekeschus tritt an der Universitätsmedizin Rostock Professur mit Fokus Plasmamedizin an

Greifswald/Rostock, 04. August 2023

Dr. Sander Bekeschus, Forscher am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP), wurde am 15. Juli 2023 zum W1-Professor für Translationale Plasmaforschung der Universitätsmedizin Rostock ernannt. Prof. Dr. Klaus-Dieter Weltmann, Direktor des INP, freut sich über die damit verbundene noch engere Zusammenarbeit mit der von Prof. Dr. med. Steffen Emmert geführten Dermatologischen Universitätsklinik in Rostock und erhofft sich hierdurch eine weitere Verstärkung der interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen beiden Einrichtungen auf dem Gebiet der Plasmamedizin. Bekeschus wird sowohl in Greifswald als auch in Rostock seine Forschungsansätze zum Einsatz von kaltem Atmosphärendruckplasma in der Medizin erweitern.

Prof. Dr. Sander Bekeschus kommentiert: „Der Ruf der Universitätsmedizin Rostock ehrt mich sehr. Hierdurch lässt sich die Kooperation zwischen der Rostocker Klinik und dem INP nachhaltig vertiefen. Neben der bewährten Anwendung von physikalischem Plasma in der Wundheilung hat die Plasmamedizin ein enormes Potenzial, unter anderem als begleitende Maßnahme in der Krebstherapie. Ich freue mich darauf, durch meine Professur diese Forschung in Zukunft weiter intensivieren zu können und bedanke mich bei meinen Förderern und Unterstützern.“

Der 38-jährige Wissenschaftler leitet seit 2016 die Forschungsgruppe "Plasma-Redox-Effekte", die in dem seit 2009 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK) „plasmatis – Plasma plus Zelle“ aufgebaut und am INP verstetigt wurde. In dieser Forschungsgruppe werden die Grundlagen und Wirkmechanismen der etablierten klinischen Plasma-Therapie untersucht sowie neue medizinische Anwendungsfelder der Plasmatechnologie, beispielsweise in der Immuno-Onkologie, erforscht. Nach seinem Studium der Humanbiologie promovierte Sander Bekeschus im Bereich Immunologie an der Universität Greifswald. Im Jahr 2021 erhielt er den „Early Career Award“ der International Society for Plasma Medicine (ISPM) und den „Young Investigator Award“ der Society for Free Radical Research International (SFRR-I). Er ist zudem Vorstandsmitglied des Nationalen Zentrums für Plasmamedizin e.V. (NZPM).

Nach der Berufung von Prof. Dr. Thomas von Woedtke auf die weltweit erste Professur für Plasmamedizin an der Universitätsmedizin Greifswald im Jahre 2011 ist dies nun die zweite Professur auf diesem Gebiet. Damit wird die herausragende Stellung von Mecklenburg-Vorpommern auf diesem Forschungsfeld deutlich manifestiert.

Weitere Informationen

Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
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Neu konzipierter Plasmafilter sorgt beim Einsatz von Lasercuttern für mehr Sicherheit

Greifswald/München, 27. Juni 2023 - Fortschritt für die Gesundheit: Einem Team des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) in Greifswald sowie der „Mr Beam Lasers GmbH“ in München ist es gelungen, einen neuartigen Abluftfilter für kommerzielle Lasercutter zu entwickeln. Hierbei werden die vielen verschiedenen, zum Teil gesundheitsgefährlichen bis giftigen Gase, die beim Lasercutten entstehen, zurückgehalten. Die Arbeit mit dem Lasercutter wird für den Anwender somit ungefährlicher. Die Partner des gemeinsamen Projektes „SafeCutter“ stellen den daraus entstandenen Demonstrator nun während der „26. Laser World of Photonics“ in München vor.

In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt „SafeCutter“ im Rahmen des Förderprogramms „Open Photonik Pro“ haben das INP gemeinsam mit der „Mr Beam Lasers GmbH“ seit Januar 2020 daran geforscht, die Sicherheit günstiger Lasercutter zu erhöhen. Damit soll auch kleineren Betrieben und Privatpersonen ein sicherer Betrieb im Umgang mit Lasercuttern ermöglicht werden. Denn bisherige Lasercutter sind für den industriellen Einsatz ausgelegt. Die sichere Anwendung setzt ein breites Fachwissen voraus und die Anforderungen an die Arbeitssicherheit sind dementsprechend sehr komplex, da beim Betrieb gesundheitsgefährdende Gase entstehen.

Die Technologie des neuartigen Abluftfilters basiert auf einer kombinierten Anwendung von atmosphärischem Kaltplasma und einem nachgeschalteten Mischoxid-Katalysator. Eric Timmermann vom INP erläutert hierzu: „Für uns war die Plasmakatalyse der vielversprechendste Ansatz, um einfach eine größere Sicherheit für Anwenderinnen und Anwender zu erzielen.“

Das Ozon, das im Plasma entsteht, wird auf der Katalysatoroberfläche zerlegt und angelagerte Schadstoffmoleküle werden mithilfe von Sauerstoff gebunden. Die Schadstoffmoleküle bleiben dadurch besser an der Katalysatoroberfläche haften und können gleichzeitig zu unschädlichen Verbindungen abgebaut werden. Die Technologie wurde in Grundlagenexperimenten systematisch für viele beim Laserschneiden entstehende Gase untersucht. „Die Ergebnisse belegen, dass die untersuchten Gase vollständig zurückgehalten werden“, fügt Eric Timmermann hinzu.

Die nächsten Schritte sind vielversprechend: Der im Laufe des Projektes entwickelte Demonstrator soll nun zeigen, wie sich der Filter über längere Zeiträume und in der Praxis verhält. Er ist dafür mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, die den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern eine Bewertung seiner Leistungsfähigkeit ermöglichen.

Im Anschluss an das Projekt wird das Entwicklungsteam von „Mr Beam Lasers GmbH“ den Demonstrator bis zur Serienreife weiter entwickeln. Ziel ist die Integration in die nächste Generation der Mr. Beam Desktop-Lasercutter. "Bei Mr Beam haben wir von Anfang an mit Leidenschaft daran gearbeitet, Fertigung mit Lasertechnologie für die Allgemeinheit zugänglich zu machen. Die Forschung am Plasmafilter markiert einen bedeutenden Fortschritt in unserer Mission, sichere Gesamtsysteme zu entwickeln. Mit dem Konzept ermöglichen wir unseren Kunden, die Vorteile der Lasertechnologie uneingeschränkt zu nutzen, ohne dabei Kompromisse bei der Sicherheit eingehen zu müssen. Bei Mr Beam bleiben wir unserem Engagement für Sicherheit, Qualität und Benutzerfreundlichkeit treu und verschieben mehr und mehr die Anwendung von Lasertechnologie aus der Industrie in den privaten und kleingewerblichen Bereich", erläutert Teja Philipp, Geschäftsführer der Mr Beam Lasers GmbH.

Auf dem Gemeinschaftsstand des BMBF wird der Demonstrator vom 27. bis 30. Juni 2023 in München bei der „26. Laser World of Photonics“ der Öffentlichkeit gezeigt. Eric Timmermann präsentiert darüber hinaus weitere Projektergebnisse in einem Messe-Vortrag am Dienstag, 27. Juni 2023.

Über SafeCutter

Das Projekt „SafeCutter“ forscht an Möglichkeiten, die Sicherheit günstiger Lasercutter zu erhöhen, sodass die Technologie auch ohne Vorwissen gefahrlos eingesetzt werden kann. Hierzu haben sich die Projektpartner Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) sowie das Münchener Unternehmen Mr Beam Lasers GmbH zusammengeschlossen. Das Projekt wird von Januar 2020 bis November 2023 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert (Förderkennzeichen 13N15206).

Ziel des Projektes ist es, potentielle Gefahren beim Einsatz von Lasercuttern durch intelligente Technik auf ein Minimum zu reduzieren. Dabei stehen insbesondere die Gefahren durch entstehende Emissionen und durch nicht zur Bearbeitung zugelassene Materialien im Fokus. Gleichzeitig sollen Fertigungsaufwand und Kosten so niedrig wie möglich gehalten werden, da die hohen Gesamtkosten von Lasercuttern oftmals die Nutzung von Lasertechnologie erschweren.

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Wie Gerste besser gegen Trockenstress gewappnet ist – Plasmabehandeltes Wasser stärkt Getreidepflanzen (copy 1)

Greifswald, 08. Juni 2023

Ein Greifswalder Forscherteam hat in einer Studie nachgewiesen, dass durch plasmabehandeltes Wasser Getreidepflanzen besser auf Trockenstress und damit auf Wetterextreme wie Dürren reagieren. Hierzu sind einzelne Parameter, die als Indikator für oxidativen Stress in einer Pflanze gelten, miteinander verglichen und Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen einer Plasmabehandlung und Stärkung der Pflanze formuliert worden.

Das Forscherteam ist Teil des Bündnisses ‚PHYSICS FOR FOOD – EINE REGION DENKT UM!‘, das die Hochschule Neubrandenburg, das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) in Greifswald und weitere Wirtschaftspartner der Region initiiert haben. Das Bündnis forscht an umweltfreundlichen physikalischen Methoden für die Land- und Ernährungswirtschaft, um eine alternative Antwort auf die Herausforderungen der Zukunft zu finden.

Kaltes Atmosphärendruckplasma stellt dabei eine physikalische Methode dar, um den Einsatz chemischer Mittel zu reduzieren. Es besteht u.a. aus Elektronen, Ionen, neutralen Atomen und Molekülen sowie reaktiven Spezies. Am INP in Greifswald wird das plasmabehandelte Wasser hergestellt.

Die Ergebnisse der Studie von Forschenden des INP und des Instituts für Botanik und Landschaftsökologie der Universität Greifswald im Leitprojekt PHYSICS FOR CROPPING SYSTEMS sind nun im Journal of Plant Growth Regulation veröffentlicht worden:  

Es wurden Gerstenpflanzen im Gewächshaus sowohl mit entmineralisiertem, plasmabehandeltem Wasser also auch nur mit entmineralisiertem Wasser besprüht und daraufhin oxidativem Stress wie Trockenheit ausgesetzt. Die Auswirkungen dieser Behandlungen haben die Forschenden in den Blättern und in der Wurzel analysiert.

Sie haben dabei Hinweise auf Zusammenhänge zwischen den bisher gefundenen Vorteilen einer direkten Plasmabehandlung – z. B.  die Inaktivierung von Pilzen, Viren oder Bakterien, die Pflanzenkrankheiten auslösen, sowie die Begünstigung von Keimung und Wachstum – und der Beeinflussung des antioxidativen Systems gefunden. So entstehen bei der Behandlung des Wassers mit Plasma unter anderem Wasserstoffperoxid und Stickstoffmonoxid in geringer Konzentration. Beide Moleküle regen das Signalnetzwerk der Pflanze an, enzymatische und nichtenzymatische Antioxidantien zu produzieren, also gegen den oxidativen Stress anzukämpfen. Die Parameter für oxidativen Stress konnten sowohl im Blatt als auch in der Wurzel – in beiden Fällen mit und ohne Plasmabehandlung – miteinander verglichen und Hinweise auf Zusammenhänge dokumentiert werden.

Prof. Dr. rer. nat. Christine Stöhr, Professorin für Pflanzenphysiologie am Institut für Botanik für Landschaftsökologie der Universität Greifswald und Leiterin der Forschungsgruppe, bilanziert: „Die Komponenten, die die Pflanze braucht, um entsprechend auf einen oxidativen Stress reagieren zu können, hat sie durch das plasmabehandelte Wasser erhalten. Es bleibt die Frage, ob noch weitere Prozesse stattfinden. Der Stoffwechsel in einer Pflanze ist äußerst umfangreich. Wir schauen uns nun die Genexpression der Pflanze an, um zu analysieren, welche Gene angeschaltet werden, die diese Reaktionen hervorrufen.“

Bemerkenswert war darüber hinaus das Ergebnis, dass die Wirkung des plasmabehandelten Wassers übers Blatt bis in die Wurzel nachweisbar war. Allerdings kam auch heraus, dass die Antioxidantien in der Pflanze, die durch das Plasmawasser verstärkt auftreten, erst dann nachweisbar waren, wenn die Pflanze wirklich einem Trockenstress ausgesetzt war. Hierbei ist die Rede von einem sogenannten Priming-Effekt. Priming bedeutet dabei einen physiologischen Zustand der Pflanze hervorzurufen, um besser und stärker auf abiotischen – wie zum Beispiel Trockenheit – und biotischen Stress – wie zum Beispiel Krankheitserreger – reagieren zu können. Diese Art Training könnte für die Gerste in Zukunft durchaus von Nutzen und plasmabehandeltes Wasser als Priming-Mittel einsetzbar sein.

Dr. Henrike Brust, Biologin am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) und Mitglied der Forschungsgruppe, fügt hinzu: „Diese Studie zeigt, dass plasmabehandeltes Wasser durchaus einen Effekt auf die Pflanzenphysiologie hat. Jetzt gilt es weiter herauszufinden, wie genau die Prozesse in der Pflanze ablaufen, die sie besser auf oxidativen Stress reagieren lassen.“

Die Ergebnisse der Studie stimmen optimistisch. Daher verfolgen die Forscherinnen und Forscher im Bündnis PHYSICS FOR FOOD weiterhin konsequent diesen Weg, um einen Beitrag zur Stärkung der Pflanzenresilienz gegenüber den klimatischen Veränderungen zu leisten.

Über PHYSICS FOR FOOD

Die Hochschule Neubrandenburg, das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) und Wirtschaftsunternehmen starteten im Jahr 2018 das Projekt ‚PHYSICS FOR FOOD – EINE REGION DENKT UM!‘. Das Bündnis entwickelt seitdem gemeinsam mit zahlreichen weiteren Partnern neue physikalische Technologien für die Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung. Dabei kommen Atmosphärendruck-Plasma, gepulste elektrische Felder und UV-Licht zum Einsatz.  

Ziel ist es, Agrarrohstoffe zu optimieren und Schadstoffe in der Lebensmittelproduktion zu verringern, chemische Mittel im Saatgut-Schutz zu reduzieren und die Pflanzen gegenüber den Folgen des Klimawandels zu stärken. Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Initiative ‚WIR! – Wandel durch Innovation in der Region‘ gefördert (Förderkennzeichen 03WIR2810).
Weitere Informationen gibt es unter: https://physicsforfood.org/

Kontakt
Paulina Druse, Public Relations PHYSICS FOR FOOD
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) 
Felix-Hausdorff-Straße 2, 17489 Greifswald
Tel: +49 170 2600543, E-Mail: paulina.druseinp-greifswaldde

 

Originalstudie: Bussmann,F., et al. (2022): Long-Term Effects of Cold AtmosphericPlasma-Treated Wateron the Antioxidative System of Hordeum vulgare. In: Journal ofPlant GrowthRegulation, (2023) 42:3274–3290.

INP erneut mit HR Excellence in Research Award ausgezeichnet

Greifswald, 06. Juni 2023

Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) erhält zum zweiten Mal den „HR Excellence in Research Award“. Das Gütesiegel der Europäischen Union bescheinigt dem Greifswalder Forschungsinstitut, dass es sich für bestmögliche Arbeitsbedingungen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern engagiert. Europaweit tragen diese Auszeichnung rund 700 Forschungseinrichtungen, in Deutschland bisher nur 25.

Spitzenforschung ist nur mit motivierten Mitarbeitenden möglich. Das INP will seinen Beschäftigten deshalb bestmögliche Arbeitsbedingungen und viel Raum zur persönlichen Entwicklung bieten. Um dieses Ziel zu erreichen, setzt das INP die im Jahr 2005 von der Europäischen Kommission verabschiedete „Europäische Charta für Forscherinnen und Forscher“ und den dazugehörigen „Verhaltenskodex für die Einstellung von Forscherinnen und Forschern“ um. Die erneute Auszeichnung mit dem HR Excellence in Research Award belegt die erfolgreiche Implementation der vielfältigen Vorgaben.

„Wir stehen in einem internationalen Wettbewerb um Talente und wollen die besten Forscherinnen und Forscher für unser Institut begeistern. Mit dem HR Excellence in Research Award können wir belegen, dass wir uns an die strengen Vorgaben der Europäischen Union für bestmögliche Arbeitsbedingungen in der Forschung halten“, erläutert Dr. Hans Sawade, Stabsleiter am INP.

Mit dem HR Excellence in Research Programm ist eine Analyse verschiedener Themenbereiche und die Erstellung und Umsetzung von Maßnahmenplänen verbunden. Die Bandbreite reicht von Prozessen in der Personalverwaltung über Arbeitsbedingungen bis hin zu Fortbildungsmaßnahmen und Karriereplanungen.

„Die Teilnahme am HR Excellence in Research Programm hat uns motiviert, unsere gesamten Prozesse und Angebote für Mitarbeitende zu durchleuchten und zu optimieren. Wir haben beispielsweise unseren Bewerbungsprozess deutlich gestrafft und bieten jetzt regelmäßig Fortbildungen zu Themen wie Personalführung oder Forschungsethik an. Durch die Einbindung unserer Mitarbeitenden und das Feedback der Jury konnten wir uns in den letzten Jahren noch einmal deutlich verbessern“, kommentiert Dr. Christine Zädow, Gleichstellungsbeauftragte am INP. 

Details zum HR Excellence in Research Award finden sich auf der Internetseite der Europäischen Union: https://euraxess.ec.europa.eu/jobs/hrs4r

Weitere Informationen

Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) 
Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
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Parlamentarischer Staatssekretär für Vorpommern und das östliche Mecklenburg Heiko Miraß besucht INP

Greifswald, 20. April 2023

Heiko Miraß, Parlamentarischer Staatssekretär für Vorpommern und das östliche Mecklenburg, besuchte gestern das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) in Greifswald. Er informierte sich über Forschungsvorhaben, die das INP im neu eröffneten Z4 Zentrum Life Science Plasmatechnologie plant.

Der direkt am Gebäude des INP in Greifswald anschließende Z4-Komplex wurde Anfang März feierlich eröffnet. Seit diesem Monat können die Mieter ihre Labor- und Büroräume beziehen. Mit insgesamt rund 1.000 Quadratmetern Laborfläche und rund 140 Quadratmetern Bürofläche ist das INP der größte Einzelmieter im neuen Gebäude. Kernstück der Anmietung ist eine 400 Quadratmeter Produktionshalle mit 6,5 Metern Deckenhöhe, in der das INP einen Wasserstoffreaktor, Sputterreaktor, Biomethanolreaktor und weitere Anlagen errichten will.

Heiko Miraß, Parlamentarischer Staatssekretär für Vorpommern und das östliche Mecklenburg, kommentiert: „Wir sind stolz auf Hightech-Forschung aus Mecklenburg-Vorpommern. Im Bereich Plasmatechnologie ist Greifswald ein wichtiges Zentrum in der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft. Mit den neuen Laborflächen am Z4 kann das INP weiter an innovativer Technologie für eine klimaneutrale und umweltfreundlichere Zukunft arbeiten. Spannend sind insbesondere die vielen Transfer-Kooperationen mit regionalen Partnern, weil damit die Spitzenforschung des INP auch in der regionalen Wirtschaft Impulse setzen kann.“

In den neu angemieteten Laboren sollen vorwiegend INP-Großprojekte einziehen, die an innovativen Technologien forschen. Das Projekt „CAMPFIRE“ fokussiert sich auf Energieumwandlungs- und Speichertechnologien sowie Energiesysteme auf Basis von grünem Ammoniak. Im Forschungsvorhaben „biogeniV“ entwickelt das INP gemeinsam mit Partnern Technologien zur Herstellung grüner Kraft- und Wertstoffe wie Biomethanol und Biogas aus biogenen Reststoffen. Das Projekt „PHYSICS FOR FOOD“ forscht an physikalischen Technologien für eine umweltfreundlichere Landwirtschaft und Ernährungsindustrie.

Prof. Dr. Klaus-Dieter Weltmann, Vorstandsvorsitzender und wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie (INP), merkt an: “Mit unserer anwendungsorientierten Forschung suchen wir nach plasmabasierten Lösungen für große wirtschaftliche und gesellschaftliche Herausforderungen im Bereich der Wasserstoffwirtschaft sowie der nachhaltigen Landwirtschaft, der Medizintechnik und der Oberflächentechnik. Für die Entwicklung neuer Technologien benötigen wir moderne Infrastrukturen, wie das Z4 sie uns bietet. Wir danken dem Land Mecklenburg-Vorpommern für die Unterstützung unserer Forschung und sind stolz darauf, Innovationen für unser Bundesland entwickeln zu können.“

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EU fördert internationales Doktorandennetzwerk zum Einsatz von Plasma gegen Vorstufe von Hautkrebs

Greifswald, 17. April 2023

Die aktinische Keratose gilt als häufigste Hautkrebsvorstufe und wird durch übermäßige UV-Strahlung ausgelöst. Ohne Behandlung können sich daraus häufig bösartige Formen von Hautkrebs entwickeln. Unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie (INP) erforscht das internationale Doktorandennetzwerk PlasmACT den Einsatz von kaltem Atmosphärendruckplasma als Behandlungsmethode. Gefördert wird das Projekt mit Mitteln der Europäischen Union.

Acht junge internationale Forscherinnen und Forscher werden im Rahmen ihrer Doktorarbeiten an einer plasmabasierten Behandlungsmethode sowie deren Wirkmechanismen gegen die aktinische Keratose arbeiten. In der Plasmamedizin steht bisher hauptsächlich die Behandlung von schwer heilenden Wunden im Vordergrund. Hierfür sind nach umfangreichen Forschungsarbeiten bereits Plasmageräte als zugelassene Medizinprodukte im Einsatz, die sehr erfolgreich beispielsweise beim diabetischen Fußsyndrom zum Einsatz kommen. Aktuelle Forschungsarbeiten belegen zudem die Wirksamkeit von Plasma gegen Krebszellen. Ob und wie sich die Plasmatechnologie auch zur Heilung von aktinischer Keratose eignet, sollen die neuen Forschungsarbeiten des internationalen Doktorandennetzwerkes PlasmACT zeigen.

Dr. Sander Bekeschus, Leiter der Forschergruppe Plasma-Redox-Effekte am INP und Initiator und Sprecher des PlasmACT-Verbundes, kommentiert: „Wir freuen uns sehr über die Möglichkeit, gemeinsam mit jungen Forschenden ein neues Anwendungsfeld der Plasmamedizin zu erschließen. Das gemeinsame Ziel, eine plasmabasierte Behandlung von aktinischer Keratose zu entwickeln, ist ein wichtiger Schritt in der Vorbeugung gegen die Volkskrankheit Hautkrebs.“

EU fördert Ausbildung junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler

Die Arbeiten des Verbundes PlasmACT fördert die Europäische Union im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen des Horizon-Programms mit insgesamt 2,15 Millionen Euro. Die Förderung dient der länder- und sektorübergreifende Mobilität und Karriereentwicklung von Forschenden und ist hoch-kompetitiv. Nur 15 Prozent der Anträge wurden dieses Jahr gefördert.

Für das Projekt haben sich unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie (INP) aus Greifswald renommierte europäische Partner zusammengefunden, an denen die Forscherinnen und Forscher ihre Doktorarbeiten schreiben: das französische Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), die niederländische Technische Universität Eindhoven, die Universitätsmedizin Rostock sowie die belgische Universität Antwerpen. Zudem unterstützen 10 europäische Unternehmen die Ausbildung der Studierenden, um sie bestmöglich für Berufsfelder der angewandten Forschung vorzubereiten.

Was ist Plasma?

Plasmen begegnen uns täglich, auch wenn wir uns dessen kaum bewusst sind. Ungefähr 90 Prozent der sichtbaren Materie des Weltalls befindet sich im Plasmazustand. Es ist nach fest, flüssig und gasförmig der vierte Aggregatzustand, den Materie annehmen kann. Das elektrisch leitfähige Teilchengemisch aus Atomen, Ionen, Elektronen und Molekülen entsteht dann, wenn einem neutralen Gas weiter Energie zugeführt wird. Es beginnt zu leuchten. Dieses natürliche Phänomen begegnet uns in der Natur in Form der Sonne, der Blitze und der Polarlichter. In der Industrie dienen plasmagestützte Verfahren und Technologien zur Beschichtung von Oberflächen, zur Dekontamination von Lebensmitteln, zur Reinigung von Abwasser und Abluft, aber auch in der Medizin beispielsweise zur Heilung von Wunden.

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Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
Tel.: +49 3834 554 3903 // stefan.gerhardt@inp-greifswald.de
Felix-Hausdorff-Straße 2 // 17489 Greifswald // www.leibniz-inp.de

Deutsche Gesellschaft für Plasmatechnologie verleiht Rudolf-Seeliger-Preis an INP-Forscher Prof. Jürgen Röpcke

Greifswald, 28. März 2023
Der renommierte Rudolf-Seeliger-Preis der Deutschen Gesellschaft für Plasmatechnologie (DGPT) wurde gestern im Rahmen der 20. Fachtagung für Plasmatechnologie (PT20) in Bochum an Prof. Dr. Jürgen Röpcke verliehen. Der langjährige Mitarbeiter des Leibniz-Institutes für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) erhält den Preis für sein Lebenswerk.  

Mit dem Rudolf-Seeliger-Preis zeichnet die DGPT verdiente Persönlichkeiten der Plasmaforschung aus. Dr. Anke Dalke, Vorstandsvorsitzende der Deutschen Gesellschaft für Plasmatechnologie e.V. und Forscherin an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg kommentiert: „Professor Jürgen Röpcke hat mit seinen Arbeiten zur Laserabsorptionsspektroskopie bahnbrechende Beiträge zum Verständnis reaktiver Plasmen geleistet und mittels Plasmadiagnostik völlig neue Optionen für das Verständnis und die Kontrolle plasmatechnologischer Prozesse eröffnet.“

Prof. Dr. Klaus-Dieter Weltmann, Vorstandsvorsitzender des Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) kommentiert: „Wir gratulieren Jürgen Röpcke herzlich zu dieser wohlverdienten hohen Auszeichnung mit dem renommierten Rudolf-Seeliger-Preis. Sein Beitrag zur Plasmadiagnostik hat nicht nur unser Institut, sondern die gesamte Wissenschaft in diesem Feld inspiriert und neue Erkenntnisse ermöglicht.“

Jürgen Röpcke studierte Physik an der Universität Greifswald wo er auch promovierte und habilitierte. Seit 1982 arbeitete er am Zentralinstitut für Elektronenphysik der Akademie der Wissenschaften, aus dem 1992 das heutige Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) hervorging. Dort leitete er ab 2004 die Gruppe Plasmadiagnostik. Nach seiner Dissertation über die Entladungsentwicklung in Plasmadisplays beschäftigte er sich mit der Plasmadiagnostik in diamantabscheidenden Plasmen, mit der Spektroskopie in nicht-thermischen Wasserstoffplasmen und der Absorptionsspektroskopie im mittleren Infrarotbereich, mit der eine hochempfindliche Detektion von Plasmaspezies erstmalig ermöglicht wurde. Im Jahre 2005 wurde er zum Honorarprofessor an der Hochschule Stralsund ernannt. Als ein Gründungsgeschäftsführer der INP spin-off Firma neoplas control GmbH unterstützte er in den Anfangsjahren den Transfer von Quantenkaskaden-Lasertechnologie von der Wissenschaft in die Wirtschaft.

Der Preis ist benannt nach Rudolf Karl Hans Seeliger, einem Pionier der Gasentladungsphysik. Seeliger war ab 1918 Professor an der Universität Greifswald und leitete ab 1949 das "Institut für Gasentladungsphysik" der Akademie der Wissenschaften.

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Innovative Technologien entfernen Arzneimittelrückstände aus Abwasser

Greifswald, 20. März 2023

Jedes Jahr am 22. März erinnert der Weltwassertag an die Bedeutung einer der wichtigsten Lebensressourcen. Unser Planet ist zu fast zwei Dritteln mit Wasser bedeckt, aber nicht einmal drei Prozent sind trinkbares Süßwasser. Täglich gelangen große Mengen an Chemikalien in unsere Gewässer und gefährden die Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen. Neben beispielsweise Pflanzenschutzmitteln belasten auch Medikamentenrückstände unser Trinkwasser. Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) hat technische Lösungen entwickelt, um Abwasser von solchen Schadstoffen zu reinigen. 

Nach Informationen des Umweltbundesamts1) wurden bereits mehr als 400 verschiedene Arzneimittelwirkstoffe, deren Zwischen- oder Transformationsprodukte in der Umwelt nachgewiesen. Tierarzneimittel landen über Gülle und Mist als Dünger auf unseren Äckern oder werden von Weidetieren ausgeschieden. Von dort gelangen sie in Gewässer und oberflächennahes Grundwasser. Humanarzneimittel erreichen über Abwasser die Kläranlagen, werden dort aber meist nicht entfernt.

Der Verband der forschenden Pharmaunternehmen vfa2) weist zwar auf die geringe Konzentration der im Wasser gefunden Arzneimittelrückstände hin. Zur Beseitigung dieser Rückstände wäre aber laut Verband die Erweiterung der derzeit im Einsatz befindlichen Klärtechnik eine Möglichkeit, damit Arzneistoffe nicht in Gewässer gelangen.

Innovative Verfahren sorgen für sauberes Wasser

Prof. Dr. Juergen Kolb, Experte für Umwelttechnologien am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) erläutert den aktuellen Stand der Forschung: „Wir kombinieren klassische physikalische Verfahren zur Abwasserreinigung mit neuen Technologien wie Ultraschall, gepulsten elektrischen Feldern und Plasmatechnologie. Hierdurch können wir chemische Verbindungen wie Medikamentenrückstände aber auch andere vom Menschen verursachte Verunreinigungen aufspalten und in unbedenkliche Stoffe umwandeln.“

Ihr Potenzial haben diese Verfahren in verschiedenen INP-Forschungsprojekten bereits bewiesen. Gegenwärtig werden die Ansätze in praxisrelevante Umgebungen überführt. „Unser Ansatz sind derzeit mobile Anlagen, die beispielsweise in Krankenhäusern eingesetzt werden können, wo die Wasserbelastung mit Arzneimittelrückständen besonders hoch ist. Gerade mit Blick auf die steigende Zahl an Antibiotika-resistenten Mikroorganismen sehen wir hier akuten Handlungsbedarf“, ergänzt Kolb. Auch für kommunale Kläranlagen eignen sich die Technologien als vierte Reinigungsstufe.

Den Weltwassertag haben die Vereinten Nationen ins Leben gerufen. Er findet seit 1993 jedes Jahr am 22. März statt. In diesem Jahr steht er unter dem Motto „Accelerating Change“, also den Wandel beschleunigen. Weltweit finden an diesem Tag Aktionen statt, die auf die lebenswichtige Bedeutung von Wasser hinweisen und Initiativen für sauberes Wasser und den sorgsamen Umgang mit der Ressource unterstützen. 

Quellen:

  1. https://www.umweltbundesamt.de/daten/chemikalien/arzneimittelrueckstaende-in-der-umwelt#zahl-der-wirkstoffe-in-human-und-tierarzneimitteln
  2. https://www.vfa.de/de/wirtschaft-politik/arzneistoffe-im-wasser.html

 

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Forschungsfabrik Wasserstoff MV vorgestellt

Greifswald, 20. Februar 2023

Im Rahmen des Kick-Offs zum „Maritimen Zukunftskonzept“ heute in Rostock waren auch die Planungen zur Forschungsfabrik Wasserstoff Thema der Diskussionen. „Der Aufbau einer grünen Wasserstoff-Wirtschaft, die Entwicklung einer Kohlenstoffkreislaufwirtschaft und die Herstellung von strombasierten Kraftstoffen aus grünem Wasserstoff und CO2 bieten die Chance, Klimaschutz und Wertschöpfung zu verbinden. Ziel ist es, im Land generierte Elektroenergie vor Ort zu nutzen, um hochwertige Arbeitsplätze im Land zu sichern sowie neue zukunftsorientierte Arbeitsplätze zu schaffen“, so Reinhard Meyer, Minister für Wirtschaft, Infrastruktur, Tourismus und Arbeit. Zu Beginn der Veranstaltung wurde das Gemeinschaftsprojekt von Fraunhofer und Leibniz in einem kurzen Video vorgestellt. 

Die Forschungsfabrik Wasserstoff MV ist ein Zusammenschluss des Fraunhofer-Instituts für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP und dem Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) Rostock sowie dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) Greifswald. Diese Bündelung der Kompetenzen ermöglicht die Entwicklung ganzheitlicher und anwendungsbezogener Lösungen für die Transformation hin zu einer klimaneutralen Wasserstoffwirtschaft. Die Forschungsfabrik Wasserstoff MV wird aus drei kooperierenden Bereichen bestehen, die in der Verantwortung von jeweils einem der beteiligten Institute stehen.

PtX-Transfertechnikum des Leibniz-Instituts für Katalyse in der Rostocker Südstadt

In Rostocks Südstadt entsteht mit dem PtX-Transfertechnikum des LIKAT aktuell der erste Infrastrukturteil der Forschungsfabrik. PtX steht für die Herstellung von x-beliebigen Stoffen aus nachhaltig produziertem Strom. „Mit unserer Expertise in der Entwicklung und Herstellung von Katalysatoren für die Erzeugung klimafreundlicher Kraftstoffe werden wir die Basis für eine erfolgreiche Etablierung einer grünen Wasserstoffwirtschaft liefern. Die Effizienz- und Produktionssteigerung der jeweiligen Umwandlungsschritte sind dabei unser primäres Ziel“, erklärt Prof. Mathias Beller, Institutsleiter des LIKAT. Das Gebäude des Catalysis2Scale-Transfertechnikums ist bereits fertiggestellt und wird fortan anteilig im PtX-Transfertechnikum als Teil der Forschungsfabrik Wasserstoff MV mit technischen Anlagen zu PtX-Prozessen, wie etwa Elektrolyse- und Syntheseanlagen sowie mit Präparationsstrecken für Katalysatoren oder Nanomaterialien erweitert.

PtX-Plasma-Entwicklungsumgebung des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie

Das INP in Greifswald weitet seine Forschung der Erzeugung von Wasserstoff auf Plasmalyse aus und entwickelt zukunftsfähige Technologien bis zur Anwendungsreife. Dabei sollen neben Wasserstoff weitere Materialien in den Wertstoff- und Energiekreislauf integriert werden. „Im Gegensatz zu dem gängigen Verfahren der Elektrolyse benötigt die Plasmalyse nur einen Bruchteil der Energie aus erneuerbaren Quellen. Zusätzlich entsteht – quasi als Abfallprodukt – dringend benötigter Kohlenstoff. Dieser Kohlenstoff kann dann zum Beispiel in der Automobil-, der Luftfahrt-, der Elektro- oder auch der Kosmetikindustrie Verwendung finden“, so Prof. Klaus-Dieter Weltmann, Institutsleiter des INP. Im ersten Schritt wird das INP ein Labormuster zur Wasserstoff- sowie Kohlenstoffbereitstellung mit Hilfe von Plasmatechnologien aufbauen.

Anwendungszentrum Wasserstoff des Fraunhofer-Instituts für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP

Das Kernelement des Anwendungszentrums Wasserstoff bildet ein Großmotorenprüffeld, mit dem geeignete Motorentechnik für den nachhaltigen industriellen Einsatz von PtX-Kraftstoffen insbesondere in der maritimen Anwendung entwickelt und getestet werden kann. Dabei wird die motorische Verbrennung von Wasserstoff als Primärkraftstoff oder als Additiv gleichermaßen in den Fokus gerückt wie die Verbrennung von Wasserstoffderivaten wie Methanol oder anderen E-Fuels. Neben der Erprobung wasserstoffbasierter Kraftstoffe und der Konzeption alternativer Antriebssysteme sind die Bewertung und Klassifizierung von Kraftstoffen aus „grünem“ Strom sowie die Bereitstellung von typenoffener Prüfstandkapazität für Externe weitere Schwerpunktthemen. »Die Entwicklung alternativer Antriebssysteme im Realmaßstab sowie die Umrüstung der Bestandsflotte sind essenziell, um die hochgesteckten, klimapolitischen Ziele möglichst kurzfristig und nachhaltig zu erreichen«, erläutert Prof. Wilko Flügge, Institutsleiter Fraunhofer IGP.

In den kommenden Jahren sind umfangreiche Investitionen in die Infrastruktur der Forschungsfabrik Wasserstoff MV vorgesehen. Im Rostocker Norden entsteht in direkter Nähe zu den Werften das Anwendungszentrum Wasserstoff. Der Baubeginn ist noch für dieses Jahr geplant. Auf dem Gelände sollen unter anderem ein Testfeld für Tankstrukturen, ein Demonstrator auf Basis einer Schiffssektion sowie eine Versuchshalle samt modernem Bürokomplex entstehen. Das Greifswalder INP wird ebenfalls am Standort des Anwendungszentrums mit einem Funktionsmuster zur Plasmalyse vertreten sein.

Die Forschungsfabrik Wasserstoff MV wird gefördert vom Ministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Tourismus und Arbeit.

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