Thüringer ClusterManagement (ThCM)

2601Im Jahr 2012 wurde durch den Freistaat mit dem Thüringer ClusterManagement ein Instrument für den Ausbau und die Etablierung von Clustern in Thüringen geschaffen. Die erfahrenen Projektmanager des ThCM arbeiten eng mit Akteuren aus Wirtschaft, Wissenschaft und Intermediären zusammen, um die Entwicklung von Clustern und Netzwerken voranzubringen. Dabei agiert das ThCM interdisziplinär, um die verschiedenen Felder miteinander zu verzahnen.

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Industrielle Produktion und Systeme

Das Spezialisierungsfeld „Industrielle Produktion und Systeme“ ist eine tragende Säule der Thüringer Wirtschaft. Mit wachsenden Märkten und zahlreichen Aktivitäten in unterschiedlichen Branchen trägt dieses Feld zu knapp der Hälfte des Umsatzes im verarbeitenden Gewerbe Thüringens bei.

Eine immer wichtigere Rolle spielt in Zukunft die Herstellung individualisierter Produkte. Von großer Bedeutung sind dabei effiziente und flexible Technologien und die Gestaltung von dazugehörigen Prozessen und deren Integration in Systeme.

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Nachhaltige und intelligente Mobilität und Logistik

Thüringen verfügt über eine langjährige Tradition und viel Erfahrung im Automobilbau und ist heute zentraler Standort mit kurzen Wegen zu sämtlichen Automobilherstellern Deutschlands und Europas. Neben einigen Großbetrieben sind es dabei vor allem die flexiblen Mittelständler, die für das Wachstum in diesem Wirtschaftszweig sorgen. Die breite Palette ihrer technologischen Kompetenzen und fortschrittlichen Produkte findet sich inzwischen in nahezu jedem weltweit produzierten Fahrzeug wieder.
Gele: Die Gesundheitswirtschaft zählt zu den wachstumsstärksten und beschäftigungsintensivsten Wirtschaftsbranchen in Thüringen. Sie stellt schon heute einen überaus bedeutsamen Teil der regionalen Wirtschaft dar.

Der gesellschaftliche und ökologische Bedarf an Produkten und Dienstleistungen in diesem Bereich wird weiter an Bedeutung gewinnen - auch vor dem Hintergrund der demografischen Entwicklung.

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Gesundes Leben und Gesundheitswirtschaft

Die Gesundheitswirtschaft zählt zu den wachstumsstärksten und beschäftigungsintensivsten Wirtschaftsbranchen in Thüringen. Sie stellt schon heute einen überaus bedeutsamen Teil der regionalen Wirtschaft dar. Der gesellschaftliche und ökologische Bedarf an Produkten und Dienstleistungen in diesem Bereich wird weiter an Bedeutung gewinnen - auch vor dem Hintergrund der demografischen Entwicklung.

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Nachhaltige Energie und Ressourcenverwendung

Das Innovationsfeld Nachhaltige Energie und Ressourcenverwendung umfasst Branchenaktivitäten in den Bereichen erneuerbare Energien, regionale Energieversorgungskonzepte, Energiespeicherung sowie Ressourcenmanagement und -wiederverwendung. Hierin agieren zahlreiche Wirtschaftsakteure in der Produkt- und Anlagenherstellung oder der Dienstleistungserstellung, die spezielle Nischen besetzen oder ein breites Leistungsportfolio als Markt- bzw. Technologieführer aufweisen. Durch eine leistungsstarke universitäre und außeruniversitäre Forschungslandschaft sowie sehr gut ausgeprägte Netzwerk- und Beratungsstrukturen bestehen ideale Voraussetzungen für den Wissensaustausch zwischen Forschung und Praxis und somit für die Generierung zukunftsfähiger Technologien. 

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IKT, innovative und produktionsnahe Dienstleistungen

Der schnelle und mobile Austausch von Informationen hat sich mit dem Strukturwandel hin zur Dienstleistungsgesellschaft und der Digitalisierung aller Lebensbereiche als maßgeblicher Wachstumsfaktor etabliert. Bereits seit den 1990er Jahren prägen Informations- und Kommunikationstechnologien die Gesellschaft, sowohl in der Arbeitswelt als auch im privaten Bereich. Nach den Angaben des BMBF beruhen mehr als 80% der Innovationen in den für Deutschland wichtigen Branchen auf Entwicklungen aus dem Bereich  der Informations- und Kommunikationstechnologien. Mit dem Strukturwandel leisten immer mehr kreative Dienstleister einen Beitrag zu den Innovationen, angefangen von den Produkteigenschaften bis hin zu neuen Geschäftsmodellen. Aus der Verbindung von Kreativität und technischen Entwicklungen können ganz neue Märkte, zum Beispiel für neue, intelligente Dienstleistungen entstehen.

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News

Meilenstein hin zu wettbewerbsfähiger solarer Wasserspaltung

Wissenschaftler haben in einem vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE angeführten Verbundprojekt unter Beteiligung der Technischen Universität Ilmenau einen weltweit noch nicht erreichten Wirkungsgrad spezieller Solarzellen erzielt: 24,3 Prozent des von monolithischen, auf Silizium gewachsenen III-V-Dreifachzellen aufgenommenen Sonnenlichts werden in elektrische oder chemische Energie umgewandelt – ein Meilenstein bei der Entwicklung neuer Solarzellen, die künftig konventionelle Silizium-Solarzellen ablösen könnten. Vor allem sind die neuen Zellen aber auch bei der direkten solaren Wasserspaltung zur Gewinnung von Wasserstoff einsetzbar, der für viele als regenerativer Energieträger der Zukunft gilt. Partner des Fraunhofer ISE im soeben erfolgreich abgeschlossenen „MehrSi“-Projekt waren neben der TU Ilmenau die Philipps-Universität Marburg und der Anlagenhersteller Aixtron SE.

In dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Forschungsprojekt MehrSi untersuchten die Wissenschaftler, wie man das bei der Herstellung von Solarzellen gängigste, kostengünstige Material Silizium am besten mit den leistungsstarken III-V-Halbleitern kombinieren kann, um Sonnenlicht mit höchster Effizienz in elektrische oder chemische Energie umzuwandeln. Dabei arbeiteten die Wissenschaftler des Fachgebiets der TU Ilmenau „Grundlagen von Energiematerialien“ daran, die Präparation der Grenzfläche zwischen dem Silizium und den sogenannten III-V-Materialien zu verbessern. Diese Kontaktstelle von Mehrfachzellen, also von Solarzellen, die aus zwei oder mehr übereinander geschichteten Zellen aus verschiedenen Materialien bestehen, ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit der Zellen. Beim „Aufeinanderwachsen“ der III-V-Schicht auf Silizium muss darauf geachtet werden, dass die Atome genau die richtigen Positionen im Kristallgitter einnehmen, da Fehler im Gitter die Eigenschaften der Zellen stark beeinträchtigen können. Die durch die Ilmenauer Wissenschaftler im MehrSi-Projekt erzielten Verbesserungen ermöglichen nun Herstellungsprozesse, bei denen der Übergang zwischen den Materialien nahezu perfekt gelingt.

Die Forschungsergebnisse des MehrSi-Projekts stellen auch bei der Entwicklung wettbewerbsfähiger Zellen zur direkten solaren Wasserspaltung einen Meilenstein dar. In solchen photoelektrochemischen Zweifachzellen wird Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht hocheffizient und direkt in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt – Experten sprechen daher bei dem Prozess auch von „künstlicher Photosynthese“ oder von „künstlichen Blättern“. Prof. Thomas Hannappel, Leiter des Fachgebiets „Grundlagen von Energiematerialien“, der die Forschungsarbeiten an der TU Ilmenau koordiniert hat, erklärt die Vorteile der neuen Zell-Technologie: „Mit einer einfachen Solarzelle ohne zusätzliche Komponenten ist eine effiziente, direkte Zerlegung von Wasser in seine Bestandteile durch Sonnenlicht nicht möglich. Dies kann erst durch Mehrfachzellen, wie sie im MehrSi-Projekt entwickelt wurden, erreicht werden. Damit ergibt sich ein neuer Zugang zur solaren Wasserstofferzeugung und -speicherung.“ Prof. Hannappel ist sich sicher, dass Wasserstoff als Speichermedium in einem nachhaltigen Energiesystem der Zukunft eine zentrale Rolle spielen wird.

In einem weiteren Schritt können Silizium/III-V-basierte Dreifachzellen für einen ebenfalls durch Sonnenlicht getriebenen, photoelektrochemischen Prozess genutzt werden, bei dem Sonnenlicht Kohlenstoffdioxid in nutzbare Brennstoffe umwandelt. Maßgeblich für den Erfolg dieser Entwicklungen, die an der TU Ilmenau vorangetrieben werden, ist das richtige Aufeinanderwachsen der verschiedenen Halbleitermaterialien – im MehrSi-Projekt wurde es entscheidend verbessert.

Kontakt:
Prof. Thomas Hannappel
Leiter Fachgebiet Grundlagen von Energiematerialien
Tel.: +49 3677 69-2566
E-Mail: thomas.hannappel(at)tu-ilmenau.de

Pressemitteilung der TU Ilmenau

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