Science
28.06.2013

Smartere Cities mit High-Tech-Materialien

Bei einer Fachtagung in Brüssel lud der Mischkonzern 3M zum Gedankenaustausch über nachhaltige Lösungen für die Stadt der Zukunft und stellte eigene Ansätze vor. Diese reichen von hitzereflektierenden Folien über Akkus mit höherer Energiedichte bis hin zu antireflektierenden Solarzellenbeschichtungen.

"Ich höre immer `Smart Cities`. Waren Städte bisher blöd?", leitet Henri Malosse, der Präsident des Europäischen Wirtschafts- und Sozialkomitees seine Keynote bei der Tagung "Nachhaltige Lösungen für Smart Cities" ein. Natürlich seien sie bisher nicht blöd gewesen, fährt Malosse fort. Doch es bestehe Verbesserungspotenzial. Städte werden immer größer, die Versorgung wird schwieriger, soziale Spannungen steigen. "Städte werden immer inhumaner", meint Malosse. Technische Lösungen seien ein aussichtsreicher Weg, um eine bessere, intelligentere Stadtzukunft zu planen. Forschung und Entwicklung sollen Jedermann dienen.

3M-CEO Inge Thulin weist darauf hin, dass Europa ehrgeizige Ziele verfolgt. Die Initiative "Europe 2020" baut stark auf nachhaltige, "smarte" Innovationen, um die Wirtschaft wettbewerbsfähiger zu machen und die Beschäftigungszahlen in der Union zu steigern. Im 3M-Produktportfolio fänden sich zahlreiche Einträge, die genau jene smarten Innovationen beflügeln könnten. "Wir haben eine Menge Technologien. Nur manchmal wissen wir nicht genau, wie sie Ihnen helfen können", spornt Thulin den Erfindergeist seiner Kunden an.

Smart Buildings
Der Mischkonzern mit Firmensitz in Minnesota, USA, will mit neuen High-Tech-Folien künftig den Energieverbrauch in Gebäuden senken. Diese Folien bestehen aus über 200 Schichten, sind transparent und lassen dadurch Licht in den Innenraum, während die Hitze draußen gehalten wird. Laut 3M wird zur Zeit an der nächsten Generation der Folie gearbeitet. Diese soll Hitze im Sommer draußen halten, im Winter aber drinnen. Auf dem Fenster hat die Folie laut dem Hersteller eine Haltbarkeit von 10 bis 15 Jahren.

Eine weitere Lösung für den Bereich smarte Gebäude ist eine Flüssigkeit, die man vielfältig einsetzen kann. Novec 1230, so ihr Name, dient unter anderem zur Feuerbekämpfung. Flammen werden durch Novec 1230 durch Hitzeentzug erstickt, nicht durch Sauerstoffentzug. Die kühlende Wirkung erlaubt auch einen Einsatz als Kühlmittel, etwa für Datencenter. Elektronische Geräte können sogar direkt in die Flüssigkeit getaucht werden - sie ist nicht stromleitend.

Eingesetzt wird Novec 1230 in Brandschutzsystemen. Bei einem Brand wird die Flüssigkeit über Druckflaschen in den Raum abgegeben. Menschen sind dabei nicht gefährdet. Die Substanz ist nicht giftig und verdampft 50 Mal schneller als Wasser. Innerhalb von fünf Tagen nach einem Einsatz ist sie in der Luft vollständig abgebaut.

Smart Mobility
Im Bereich Smart Mobility will 3M vor allem Lösungen bieten, die zur Gewichtsreduktion von Elektroautos beitragen. Hergestellt werden unter anderem verschiedene Füllmaterialien, die jeweils wesentlich leichter als bisher eingesetzte Stoffe sind. In Stoßstangen soll etwa ein "Glass Bubbles"-Pulver als Ersatz für Kalziumkarbonat eingesetzt werden. Neues Schall- und Wärmedämmungsmaterial, etwa für Türen oder Autodach, ist um 80 Prozent leichter als herkömmliche Materialien. Neben Fahrzeugen sollen sie künftig auch in Bekleidungstextilien, etwa Winterjacken, zum Einsatz kommen.

Neue Akkus sollen die Reichweite von Fahrzeugen im Vergleich zu ihrem Eigengewicht erhöhen. Auf Lithium-Ionen-Technologie basierende Batterien sollen zwischen 40 und 50 Prozent mehr Energiedichte aufweisen. 3M forscht daneben auch an verbesserter Effizienz bei der Stromproduktion in Brennstoffzellen. Innerhalb von Autokarosserien sollen künftig mehr Teile mit speziellen Klebstoffen anstatt durch Schweißnähte, Nieten oder Schrauben verbunden werden.

3M-Entwicklungen für Smart Cities

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3M Sustainable Solutions for Smart Cities Smart City Smart Mobility Smart Buildings Smart Traffic Smart Grid nachhaltig etc..

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Smart Grid
Ein weiterer Bereich, der im Zusammenhang mit Smart Cities steht, ist das Smart Grid. Im Stromnetz der Zukunft kommunizieren alle Zulieferer und Abnehmer miteinander und Strom wird so intelligenter verteilt. 3M will dazu neue Kabel liefern, die aus Aluminium und Keramik anstatt Kupfer bestehen. Sie sollen leichter sein, aber doppelt so viel Strom übertragen können.

Mit speziellen Beschichtungen sollen unterdessen Solar- und Windkraftwerke leistungsfähiger werden. Die Glasabdeckungen von Photovoltaikzellen können so etwa antireflektierend und schmutzabweisend verkleidet werden. Damit dringt mehr Licht auf die Zellen, mehr Strom wird generiert. Geforscht wird zudem an Materialien, die Solarzellen länger haltbar oder biegbar machen. Durch Beschichtungen sollen auch Windräder korrosionsbeständiger werden.

Um alle diese Vorhaben weiter voranzutreiben, will 3M-CEO Thulin das Budget für Forschung und Entwicklung in den nächsten Jahren von derzeit 5 bis 5,5 Prozent auf 6 Prozent erhöhen.

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