Autor: Natascha Elsner

Zur Lösung globaler Herausforderungen wie einer emissionsfreien Luftfahrt, der Energiewende oder der Dekarbonisierung der Industrie benötigt es unter anderem neuer Werkstofflösungen, insbesondere im Bereich Hochtemperatur-Leichtbau. Keramische Faserverbundwerkstoffe (CMC) bieten mit ihrer überlegenen Temperaturbeständigkeit und geringem Gewicht ideale Alternativen zu Metallen und CFK. Einer der Hauptgründe, dass es diese Werkstoffklasse bisher kaum aus der Forschung in die breite industrielle Anwendung geschafft hat, sind unzureichende Fertigungstechnologien. Das DLR Spin-off Projekt FOX Composites hat deshalb ein neuartiges Fertigungsverfahren entwickelt, das erstmals die reproduzierbare, automatisierbare und skalierbare Herstellung von CMC-Bauteilen ermöglicht. Damit wird der Weg für einen weiten industriellen Einsatz geebnet. Die Anwendungsfelder ergeben sich insbesondere im Bereich des Hochtemperatur-Leichtbaus, wie z. B. in der regenerativen Energieerzeugung, der Luftfahrtindustrie, der Wehrtechnik und vor allem in der chemischen Industrie.

Das Geschäftskonzept von FloodWaive adressiert die Frühwarnung und Echtzeit- Risikoanalyse von Starkregen- und Hochwasserereignissen. FloodWaive hat einen hochinnovativen Algorithmus entwickelt, der auf Basis von Deep Learning und Transformermodellen die Prozesse der Hochwasser- und Überflutungsvorhersage (z.B. bei Sturzfluten oder Dammbrüchen) um einen Faktor von bis zu einer Million beschleunigt und somit die immanente Rechenzeitproblematik der aktuellen Hochwassermodelle überwindet. Erstmals können so umfassende Risikoanalysen und Maßnahmenbewertungen innerhalb kürzester Zeit durchgeführt sowie dynamische Überflutungsvorhersagen für ganze Kreise und Länder.

deeplify ist auf Computer Vision und künstliche Intelligenz spezialisiert und entwickelt maßgeschneiderte Algorithmen, die von Industrieunternehmen im Bereich der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (ZfP) eingesetzt werden und bei der Automatisierung der Prüfprozesse unterstützen. ZfP wird in vielen Branchen eingesetzt, wobei die Prüfergebnisse typischerweise in einem zeitaufwändigen Prozess „manuell“ interpretiert werden. Die von deeplify entwickelten Algorithmen basieren auf Deep Learning-Architekturen und ermöglichen neben der Erkennung von Anomalien und Fehlern eine genauere und schnellere Fehlerbestimmung im Vergleich zu geschulten Qualitätsprüfern. deeplifys Fokus liegt auf der Datenanalyse komplexer Prüfverfahren wie z.B. der Magnetpulver-Rissprüfung oder der Ultraschallprüfung und bettet diese in eine benutzerfreundliche Plattform ein, mithilfe derer der Prüfprozess autonom verwaltet und durchgeführt werden kann. Zielbranchen sind in erster Linie die Fertigungsindustrie, später auch die Öl- und Gasindustrie, Energiewirtschaft sowie Luft- und Raumfahrt.

Von jährlich weltweit 92 Mio. Tonnen Alttextilien werden 87% entweder deponiert oder thermisch entsorgt, was die Umwelt extrem belastet und signifikant zur globalen Klimaerwärmung beiträgt. Die Gründer von CRCL haben ein neuartiges Verfahren entwickelt, mit dem sie aus Alttextilien & Kunststoffabfällen das ressourcenschonende und kreislauffähige Granulat Apatura herstellen. Das Granulat ist ökonomisch wie ökologisch eine echte Alternative zu Kunststoffneuware. Es erschließt viele Einsatzmöglichkeiten wie z.B. in der Möbelindustrie zur Herstellung von hochwertigen und nachhaltigen Interieur-Produkten.

accSensors entwickelt und produziert flache, flexible SMD Foliensensoren, mit denen sich zahlreiche neue Anwendungsfelder, wie z.B. Sensorik für Consumables, flexible Sensorik für Wearables oder auch bauteilangepasste und designfreie Sensoren erschließen lassen. Der Fokus liegt dabei auf physikalischen Sensoren (Temperatur, Druck, Leitfähigkeit etc.), elektrochemischen Sensoren (pH, Natrium, Kalium etc.) und Biosensoren (Troponin, Hämoglobin, Kreatinin etc.). Die Zielmärkte von accSensors sind die Medizintechnik, Biotechnologie sowie der gesamte Bereich Industrie 4.0, Luftfahrt, Automotive und Agrikultur.

Bausand ist mittlerweile einer der begehrtesten Rohstoffe weltweit geworden. Mit wachsender Weltbevölkerung hat sich die Sand-Nachfrage verdreifacht, aber nur ein geringer Teil der globalen Sandvorkommen ist für die Bauindustrie geeignet. Denn er muss bestimmte Kriterien erfüllen, darf nicht zu rund und feinkörnig sein und kann daher nicht einfach durch Wüstensand ersetzt werden, der im Überfluss vorhanden ist. Das Start-up Zolarize, ein Gründungsvorhaben aus dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Köln, hat sich dieses Problems angenommen und ein nachhaltiges, CO2-neutrales Verfahren zur Herstellung von Bausand aus Wüstensand entwickelt. Das Verfahren nutzt Sonnenenergie und besteht aus zwei Schritten: Zunächst wird der Wüstensand in einem Sinterprozess verbacken und anschließend mit einem Crusher aufgebrochen. Die Materialeigenschaften des resultierenden Granulats übertreffen sogar die des in Deutschland zugelassenen Bausandes.

Das Bochumer Start-up xemX entwickelt maßgeschneiderte Katalysatoren für chemische Prozesse, insbesondere zur Beschleunigung wesentlicher Technologien für die Energiewende, um z.B. die grüne Wasserstofferzeugung zu beschleunigen und unabhängig von teuren Edelmetallen zu machen, die zudem oft unter umweltschädlichen Umständen abgebaut und weiterverarbeitet werden. xemX entdeckt geeignete Materialen für Elektrokatalysatoren mithilfe einer KI-datengetriebenen Hochdurchsatzforschung an Hochentropielegierungen. Auf Basis einer Wissensdatenbank, die durch die Forschung entsteht, bietet das Team Beratung an und entwickelt auch eigenständig Katalysatoren.

Die Ausgründung Vivalyx GmbH des Universitätsklinikums Aachen hat ein Konzept zur unblutigen und schonenden Revitalisierung von Spenderorganen entwickelt. Dabei widmet sich Vivalyx der Lebensrettung von Menschen mit Organversagen, indem es die Vitalität und Anzahl der Spenderorgane erhöht. Die Vivalyx-Lösung hat sich präklinisch in vielen Dimensionen als überlegen erwiesen.

Quantencomputer sind in der Lage, herkömmliche Verschlüsselungscodes bei der Datenübertragung innerhalb kurzer Zeit zu knacken. QCG entwickelt daher ein auf Quantenkryptografie basierendes Cybersicherheitssystem, das aus spezieller Hardware und Softwarealgorithmen besteht und die Datenübertragung vor Cyberangriffen schützt. Dies schafft ein völlig neues Sicherheitsniveau für geschäftskritische Netzwerke, insbesondere im Bereich sicherheitsrelevanter nationaler Infrastruktur und Kommunikation. Es ist mathematisch nachweisbar, dass selbst Quantencomputer dieses System nicht entschlüsseln können.

N-level hat ein hoch disruptives modulares Batterie-Management-System mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten und großem Marktpotential entwickelt. Die Technologie von N‑Level macht es z.B. möglich, dass in der Batterieproduktion auf den Prozess der Formierung, der dort ein großes Bottleneck darstellt, verzichtet werden kann, dass Akkumulatoren und Batteriespeicher bis zum absoluten Ende der Lebensdauer jeder einzelnen Speicherzelle genutzt werden können, oder dass E-Fahrzeuge trotz einer defekten Batteriezelle weitergefahren oder zwei beliebige E-Fahrzeuge zwecks Energieaustausch direkt miteinander verbunden werden können.