Symonston/Haifa (pte/22.09.2025/12:30)

Die Verteidigungsallianz NATO (https://www.nato.int/) hat den ersten Schritt getan, sich besser gegen Drohnen zu verteidigen, wie sie Russland seit Jahren zu Tausenden auf die Ukraine lenkt. Eines der 32 Mitgliedländer, das allerdings nicht genannt sein will, hat ein eigenen Angaben nach neuartiges und höchst effektives Abwehrsystem gegen die kleinen, aber äußerst gefährlichen Flugobjekte bestellt, das "Apollo" genannte System von Electro Optic Systems (https://eos-aus.com/ ) (EOS) aus Australien. Per Hochenergie-Laser lassen sich ganze Drohnenschwärme vernichten.

Präziser und billiger als Raketen

Das leistungsstärkste Luftabwehrsystem der Ukraine, das in den USA hergestellte "Patriot", kostet mehr als eine Mrd. Dollar. Weltweit gibt es davon nur wenige 100. Es verwendet Millionen Dollar teure Raketen, um anfliegende Luftangriffe abzufangen, und ist in erster Linie dazu gedacht, hochfliegende Projektile zu stoppen, nicht niedrig fliegende, billige Drohnen, die in Schwärmen angreifen.

Der neue australische 100-Kilowatt-Laser, der kurzfristig auf 150 Kilowatt hochgekitzelt werden kann, wird für etwa 83 Mio. Dollar pro System vermarktet, einschließlich Schulung und Ersatzteilen, und soll bis 2028 an den Käufer ausgeliefert werden. Die Kosten pro Abschuss liegen bei weniger als zehn Dollar, unterstreicht das Unternehmen.

Abwehr mit Lichtgeschwindigkeit

Apollo wurde entwickelt, um Bedrohungen durch Drohnen mit Lichtgeschwindigkeit abzuwehren. Es befindet sich in einem Container, der sich stationär oder auf der Ladefläche eines Lkw einsetzen lässt. Er ist mit einer eigenen Stromversorgung ausgestattet, die für die Zerstörung von 200 Drohnen ausreicht. Die Waffe hat zwei Funktionen.

In einer Entfernung von 15 Kilometern kann sie die Optik von Drohnen zerstören, sodass sie ihr Ziel nicht mehr finden. Die Flugkörper, die diesen Angriff überstehen, werden erneut attackiert, wenn sie auf vier Kilometer herangekommen sind. Auf diese Entfernung werden sie dann völlig zerstört. Wenn Apollo an ein leistungsfähiges Stromnetz angeschlossen ist, feuert der Laser ohne Unterbrechung. Es dauert 700 Millisekunden vom Aufspüren des Ziels und seiner Zerstörung. Das EOS-System konkurriert mit "Iron Beam", einer ähnlichen Laserwaffe, die Rafael (https://www.rafael.co.il/ )entwickelt hat. Derzeit wird es nur in Israel selbst eingesetzt.

 

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Lyngby (pte/23.09.2025/06:10)

Forscher der Dänischen Technischen Universität (https://www.dtu.dk/english/ ) haben eine radikal neu gestaltete Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) im 3D-Druck in der Form eines Gyroids hergestellt. Der Gyroid ist so geformt, dass er die größte Oberfläche bei kleinstmöglichem Volumen hat. Diese Form wird derzeit in technischer Hinsicht in Wärmetauschern genutzt - je kompakter sie gebaut sind und je größer ihre innere Oberfläche ist, desto höher fällt die Effizienz aus. In der Natur ist sie an Schmetterlingsflügeln zu beobachten, die ihre Farbe nicht durch Pigmente bekommen, sondern durch gyroidförmige Schuppen, die Licht auf besondere Art reflektieren.

Bisher dominieren Metalle

Würde ein normales Flugzeug umgerüstet und seine 70 Tonnen Treibstoff durch Lithium-Ionen-Batterien mit ähnlicher Kapazität ersetzt, würde es 3.500 Tonnen wiegen. Damit könnte es natürlich nicht mehr abheben. Brennstoffzellen setzen sich aus flachen, schweren Stapeln, sogenannten Stacks zusammen, die sich in schweren metallischen Gehäusen befinden. Metallkomponenten machen mehr als 75 Prozent des Gewichts eines Brennstoffzellensystems aus, was ihren mobilen Einsatz vor allem in der Luft- und Raumfahrt stark einschränkt.

Die Brennstoffzelle, die Vincenzo Esposito und Venkata Karthik Nadimpalli entwickelt haben, besteht dagegen komplett aus Keramik. Sie hat eine Leistung von mehr als einem Watt pro Gramm. Das ist weit mehr als doppelt so viel wie bei den leichtesten Brennstoffzellen, die bisher gebaut worden sind. Die Entwickler nennen die "Zelle Monolithic Gyroidal Solid Oxide Cell" oder kurz "The Monolith". Sie stellen ihre Entwicklung in der Fachzeitschrift "Nature Energy" vor.

Weniger Fertigungsschritte

Was dieses Design besonders auszeichnet, ist nicht nur seine Leistung, sondern auch seine Herstellungsweise, erklärt Nadimpalli: "Während herkömmliche SOFC-Stapel Dutzende von Fertigungsschritten erfordern und auf mehrere Materialien angewiesen sind, die sich mit der Zeit zersetzen, wird unser monolithisches Keramikdesign in nur fünf Schritten hergestellt, wobei wir auf Metall verzichten und empfindliche Dichtungen vermeiden."

 

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Leicester (pte/26.02.2025/06:15)

Forscher der University of Leicester (https://le.ac.uk/ ) um Andy Abbott und Jake Yang trennen mithilfe eines eleganten technischen Verfahren beim Recycling von Lithium-Ionen-Batterien Graphit künftig von wertvollen Metallen wie Lithium, Kobalt und Nickel.

Graphit als ein Störfaktor

Die Fachleue schreddern die Batterien, wie es beim Recycling auch mit anderen Methoden üblich ist. Aufgrund des Graphits ist dieser Mix aus diversen Materialien schwarz. Diese "schwarze Masse" wird erst dann wertvoll, wenn das Graphit entfernt ist. Das gelingt per Nanoemulsion aus Wasser und Speiseöl.

Diese Emulsion herzustellen erforderte eine Idee, denn Wasser und Öl gehen stets getrennte Wege. Per Schneebesen lassen sich die beiden Flüssigkeiten zwar zwingen, vordergründig eine Verbindung einzugehen. Doch es handelt sich stets um Wasser, das kleine Öltröpfchen einschließt. Das Öl schwimmt irgendwann wieder oben.

Nanoemulsion mit Ultraschall

Eine Nanoemulsion ist nötig, in der die Öltröpfchen nur nanometergroß sind, also einen Durchmesser im Millionstel-Millimeter-Maß haben. Das gelingt nur, wenn der Schneebesen durch Ultraschall abgelöst wird. Diese Emulsion ist wochenlang stabil.

Die eingeschlossenen Nanotröpfchen binden Graphit an sich, wenn die Emulsion durch die schwarze Masse gepumpt wird. Mit der Zeit vereinigen sich die graphitbeladenen Nanotröpfchen zu größeren Gebilden, die an der Oberfläche schwimmen und einfach abgeschöpft werden.

Forscher errichten Pilotanlage

Im letzten Schritt werden die Fraktionen voneinander getrennt, sodass sie sich wiederverwenden lassen - einerseits zum Recyceln von schwarzer Masse, andererseits zur Herstellung neuer Elektroden für Batterien.

Der Metall-Mix wird mit metallurgischen Techniken separat, sodass die einzelnen Metalle wiederverwendet werden können. Gemeinsam mit Kollegen der University of Birmingham (https://www.birmingham.ac.uk/ ) soll demnächst eine Pilotanlage gebaut werden, die pro Stunde zehn Kilogramm schwarze Masse recycelt.

 

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