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FOXES: Entwicklung einer emissionsfreien, tragbaren Energieversorgung für autonome Geräte

AMO GmbH ist Partner von FOXES, einem FET-Proactive Projekt, das kürzlich von der Europäischen Kommission genehmigt wurde. FOXES ist ein Akronym für “Fully Oxide-based Zero-Emission and Portable Energy Supply”. Ziel des Projekts ist die Realisierung eines emissionsfreien Energieversorgungssystems für die Stromversorgung von drahtlosen Geräten für das Internet der Dinge.

Systeme zur Überwachung der Luftqualität und der strukturellen Gesundheit, GPS-Ortung, Kommunikation und tragbare Geräte sind alles Anwendungen, die eine tragbare Energieversorgung benötigen und die vom FOXES Power Cube profitieren werden
Systeme zur Überwachung der Luftqualität und der strukturellen Gesundheit, GPS-Ortung, Kommunikation und tragbare Geräte sind alles Anwendungen, die eine tragbare Energieversorgung benötigen und die vom FOXES Power Cube profitieren werden

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ist ein Netzwerk von miteinander kommunizierenden elektronischen Geräten. Es ist die Kerntechnologie zukunftsweisender Konzepte wie autonomes Fahren und Industry 4.0. IoT-Geräte müssen oft aus der Ferne, ohne Netzanschluss, benutzt werden. Die derzeitige Lösung besteht darin, sich auf Batterien zu stützen, mit oder ohne Energiegewinnungsquellen (d.h. einer photovoltaischen Zelle). Batterien haben jedoch eine begrenzte Lebensdauer, die oft kürzer ist als die des Geräts selbst, und einen erheblichen ökologischen Fußabdruck.

“Mit FOXES werden wir einen voll integrierten und umweltverträglichen Ansatz für dieses Problem verfolgen”, sagt Marco Deluca, Schlüsselwissenschaftler am Materials Center Leoben Forschung GmbH und Projektkoordinator von FOXES. “Unser Ziel ist es, einen so genannten Power Cube zu realisieren – ein integriertes 2 x 2 cm2 System, das eine hocheffiziente Solarzelle mit einem Mehrschichtkondensator und einer Energiemanagement-Schaltung kombiniert. Und wir wollen dies nur mit kostengünstigen und umweltfreundlichen Verfahren und Materialien erreichen, so dass der Power Cube am Ende seiner Lebensdauer keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt hat.

Am Ende des Projekts wird der Power Cube zur Stromversorgung eines Netzes von drahtlosen Luftqualitätssensoren im Stadtgebiet von Barcelona eingesetzt werden. “Wir haben uns für Barcelona entschieden, weil es eine der europäischen Städte ist, die am stärksten unter der NO2– und O3-Verschmutzung leidet”, sagt J. Daniel Prades von der Universitat de Barcelona. “FOXES-Demonstratoren werden eine noch nie dagewesene räumliche Auflösung bei der Überwachung der Emissionen ermöglichen, was die Identifizierung von problematischen Stellen und die Umsetzung wirksamer Gegenmaßnahmen erleichtert. Wir werden das Potenzial der FOXES-Technologie zur Verbesserung des Wohlbefindens der Bürger in städtischen Gemeinden demonstrieren.

Wenn das Testbed von FOXES ein System zur Überwachung der Luftqualität ist, zielt die Technologie im Allgemeinen auf alle mobilen Plattformen ab, die eine Schnittstelle für Elektronik und Sensorik benötigen – im Verkehrssektor, in der Industrie und in Notfallsituationen.

FOXES ist ein Projekt des Materials Center Leoben Forschung GmbH (AT), der Bergischen Universität Wuppertal (DE), der AMO GmbH (DE), der UNINOVA – Instituto de Desenvolvimento de Novas Tecnologias (PT), und der Universitat de Barcelona (ES). Finanziert durch das “Horizont 2020 – FET Proactive Programme” mit einem Budget von rund vier Millionen Euro, baut das Projekt auf bahnbrechenden vorläufigen Ergebnissen der Projektpartner in verschiedenen Bereichen der Materialwissenschaft, Chemie, technologischen Prozesse und Elektronik auf und zielt auf die Etablierung eines neuen technologischen Paradigmas ab. “Es entspricht ganz dem Geist der FET Proactive Programme, Spitzenergebnisse aus verschiedenen Forschungszweigen zu kombinieren, um ein neues technologisches Paradigma mit einem hohen Potenzial für Europas Wirtschaft und Gesellschaft zu etablieren”, sagt Max Lemme von der AMO GmbH.

Der offizielle Start des Projekts musste wegen der COVID-19-Pandemie auf Oktober 2020 verschoben werden. “Wir werden diese Zeit nutzen, um einen schnellen Start im Oktober und die Fähigkeit zu gewährleisten, schnell und flexibel auf eine mögliche zweite Welle zu reagieren”, so Deluca. “Wir glauben, dass internationale Kooperationen, wie sie durch das Programm Horizont 2020 gefördert werden, von entscheidender Bedeutung sind, um über diese unruhigen Zeiten hinauszublicken und die Erholung Europas zu unterstützen.

FOXES wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 951774 finanziert.