Galliumnitrid gilt als einer der wichtigsten Halbleiterwerkstoffe für die Elektronik der Zukunft. Im Vergleich zu Silizium ermöglicht GaN höhere Leistungsdichten, geringere Schaltverluste und höhere Frequenzen – ein entscheidender Vorteil für Anwendungen in Telekommunikation, Rechenzentren, E‑Mobilität, erneuerbaren Energien und Smart‑Grid‑Systemen.

Die im Projekt All2GaN („Affordable smart GaN IC solutions for greener applications“) entwickelten Bauelemente werden in elf industriellen Use‑Case‑Demonstratoren getestet, um das Effizienzpotenzial systematisch zu bewerten. Über alle Anwendungsfälle hinweg erwarten die Forschenden eine durchschnittliche Verlustreduktion von rund 30 Prozent und wollen eine Integrations‑Toolbox entwickeln, die eine neue Generation modularer, leicht integrierbarer GaN‑Leistungshalbleiter präsentiert.

Die Entwicklung geeigneter Verbindungstechnologien auf Leiterplatte ist essenziell, um die Vorteile von Galliumnitrid in realen Anwendungen nutzen zu können. Während andere Projektpartner klassische Lötverfahren oder Sintertechnologien untersuchen, konzentrieren sich die Fraunhofer IZM-Wissenschaftler*innen auf die Thermokompression – ein Verfahren, welches sich besonders für Fine-Pitch-Anwendungen mit Strukturgrößen im Bereich < 10 µm eignet.

Nanoporöses Gold als Gamechanger für feine Strukturen und robuste Verbindungen

Eine zentrale Rolle spielt dabei das am Fraunhofer IZM entwickelte nanoporöse Gold (NPG), welches aus einem dreidimensionalen Netzwerk aus feinen Goldligamenten im Nanometerbereich besteht, das durch das selektive Herauslösen von Silber aus einer Gold-Silber-Legierung entsteht. Im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung mikroelektronischer Systeme rückt das Material zunehmend in den Fokus moderner Verbindungstechnologien.

NPG gilt als vielversprechende Alternative zu konventionellen Verfahren und eröffnet neue Möglichkeiten für zuverlässige Fügetechniken, da es eine lötfreie Fügetechnologie zur direkten Chipkontaktierung auf organischen Leiterplatten ermöglicht und aufgrund seiner schwammartigen Struktur ein deutlich erweitertes Prozessfenster bietet als Lötverfahren. Dank seines besonderen Deformationsverhaltens lassen sich auf engstem Raum präzise und stabile Verbindungen realisieren. Gleichzeitig können durch seine poröse Struktur vergleichsweise große Topographien auf den zu verbindenden Oberflächen effektiv ausgeglichen werden. Vorteilhaft ist ebenso die große spezifische Oberfläche des Materials, welche stoffschlüssige Verbindungen bereits bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen erlaubt. Dies reduziert thermische Belastungen empfindlicher Bauteile erheblich.

Damit positioniert sich nanoporöses Gold als zukunftsweisendes Material für hochpräzise Anwendungen, insbesondere dort, wo klassische Löttechniken an ihre physikalischen und technologischen Grenzen stoßen.

Mehr Effizienz und Nachhaltigkeit durch neue Material- und Systemansätze

Neben der technologischen Weiterentwicklung steht im Projekt vor allem die Nachhaltigkeit im Fokus. All2GaN ist Teil der europäischen Strategie zur Umsetzung des Green Deal – übergeordnetes Ziel ist die Entwicklung energieeffizienter und ressourcenschonender Technologien.

GaN-basierte Schaltungen tragen durch geringere Energieverluste direkt zur Reduktion des Energieverbrauchs bei. Gleichzeitig ermöglichen innovative Packaging-Ansätze wie der Einsatz von nanoporösem Gold eine materialeffizientere Integration und erhöhen die Lebensdauer der Bauteile.

Das hochgerechnete Einsparpotenzial ist erheblich: Mit der korrekten Anwendung GaN-basierter Schaltungen können langfristig rund 86TWh pro Jahr in der EU allein eingespart werden. Das entspricht etwa 43 Megatonnen CO2 jährlich. Global entspräche dies 218 Megatonnen CO2 – ungefähr die jährlichen CO2-Emissionen eines mittleren Industrielandes wie Spanien.

Das Projekt All2GaN läuft vom 01.05.2023 – 30.10.2026 und wird im Rahmen des Chips Joint Undertaking (Grant Agreement No 101111890) mit insgesamt 60 Mio. Euro gefördert, darunter 4,81 Mio. Euro vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) und 40.000 Euro vom Freistaat Thüringen.

(Text: Lotta Jahnke)

Kräftige Elektromotoren werden meist mit Drehstrom angetrieben, sogenanntem Dreiphasenwechselstrom. Das gilt auch für aktuelle Elektroautos, deren Batterien die Energie allerdings als Gleichstrom bereitstellen. Für die Umwandlung in Drehstrom sorgt der Wechselrichter, das Herzstück im Antriebsstrang. Unter der Motorhaube eines Elektroautos ist der verfügbare Platz begrenzt, also gilt auch hier: je kleiner, desto besser – natürlich bei gleicher Leistung.

Die Gruppe Power Electronic Systems des Fraunhofer IZM hat auf diesem Feld ein weiteres Mal neue Maßstäbe gesetzt: Im Auftrag von Mitsubishi Heavy Industries (MHI) entwickelten Wiljan Vermeer und seine Kolleg*innen vom Fraunhofer IZM einen kostengünstigen Wechselrichter, der bei einer Effizienz von 99 Prozent ganze 0,5 Megawatt Leistung liefert (knapp 680 PS), aber nur einen Liter Volumen beansprucht. Wie konnte das gelingen?

Zwölf SiC-Halbleiter pro eingebettetem Leistungsmodul

Genau genommen sind es gleich vier Kunstgriffe, die dem Wechselrichter den richtigen Dreh verleihen. Es beginnt mit dem Leistungsmodul, das in dreifacher Ausführung zum Einsatz kommt, je eins pro Phase. Sie sind durch einen RC-Dämpfer vom Zwischenkreiskondensator entkoppelt, um unerwünschte Schwingungen und andere Nebeneffekte zu reduzieren. In jedem Modul sitzen zwölf Siliziumkarbid-Schalter: die vom Partner und Kunden MHI vorgegebenen MOSFETs. Sie sind platzsparend auf Basis von PCB-Technologie direkt in die Leiterplatte eingebettet.

Das Ergebnis sind äußerst kompakte Module mit einer extrem kleinen elektromagnetischen Grundfläche. Das führt zu einer effektiven Induktivität von einem Nanohenry – so niedrig, dass die Schaltgeschwindigkeit nicht begrenzt und ein Schalten am Limit der MOSFETs mit 63 Volt pro Nanosekunde möglich wird. Da dieses schnelle Schalten mit wenig Verlusten einhergeht, ist vergleichsweise wenig Kühlleistung erforderlich. Und damit zum zweiten Kniff.

Stranggepresster Aluminiumkühler

Unter den drei Modulen sitzt ein flacher, stranggepresster Aluminiumkühler. Sein niedriger Aufbau spart nicht nur enorm viel Platz, zugleich erlaubt er einen kurzen thermischen Pfad vom Halbleiter zum Kühlmittel. Im Inneren verlaufen über 40 dünne, leicht gewellte Stege, die dem durchfließenden Kühlmittel ausreichend Berührungsfläche zum Wärmeaustausch bieten. Aluminium überzeugt durch geringe Materialkosten und eine äußerst wirtschaftliche Herstellung im Strangpressverfahren: In nur einem Produktionsschritt entsteht so der komplette Kühlkörper – ein Design, das sowohl Platz als auch Kosten spart.

Smartes Design – vom Laser zusammengeschweißt

Als Drittes kommt das Laserschweißen als Verbindungstechnik ins Spiel: „Die Kontaktpunkte der Stromschienen sind so geformt, dass wir sie per Laser direkt auf die Leiterplatte schweißen können. Schraubverbindungen entfallen damit. Sie würden nicht nur mehr Raum beanspruchen, sondern auch die Induktivitäten erhöhen“, so Wiljan Vermeer. Nebenbei bemerkt erlaubt die vertikale Integration der beiden Eingangs-Stromschienen, sie nah genug beieinander zu positionieren, dass ihre Felder sich nahezu aufheben, was die Induktivität ein weiteres Mal minimiert.

NanoLam-Kondensatoren – vom Kupferkontakt thermisch entlastet

Der vierte Kunstgriff betrifft die Technologie und die Anordnung der Zwischenkreiskondensatoren, die die Leistung der Module puffern. In Zusammenarbeit mit der Firma PolyCharge wurden deren NanoLam-Kondensatoren speziell für diesen Zweck konfiguriert. Sechs Kondensatoren sind gemeinsam mit den Stromschienen so nebeneinander angeordnet, dass der Gleichstrom-Zwischenkreis trotz seiner Kapazität von 300 Mikrofarad auf eine Gesamtinduktivität von nur zwei Nanohenry kommt.

Die Nano-Technologie der Kondensatoren erlaubt eine sehr hohe Leistungsdichte, geht jedoch mit erhöhten thermischen Verlusten einher – eine weitere Herausforderung für die Kühlung. „Die Kupferanschlüsse der elektrischen Kontakte dienen dabei gleichzeitig für eine bessere Ableitung der Wärme“, so Vermeer. „Wir haben sie so konzipiert, dass die elektrischen Verbindungen die schlechte Wärmeleitung ausgleichen und die Wärme sowohl horizontal als auch vertikal gleichmäßig verteilen. Die Kondensatoren sind zwar für eine Maximaltemperatur von 150°C ausgelegt, wir haben sie aber auf 130°C begrenzt, um ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen.“

Nach konventionellen Maßstäben ist das noch immer ein sehr hoher Wert. Die überschüssige Wärme wird auf kurzem Weg an den oben beschriebenen Aluminium-Kühler geleitet, über den auch die Wärme der Leistungsmodule abfließt. Dafür ist die Kondensatoren-Einheit unter dem Aluminium-Kühler platziert und innerhalb des Gehäuses integriert, was den benötigten Raum abermals verkleinert.

Durch die Kombination innovativer Leistungsmodul-, Kondensator- und Kühlkonzepte hebt unser Wechselrichter die 800-V-Antriebstechnik auf ein neues Level. Mit 500 Kilowatt, also 0,5 Megawatt pro Liter sind die gängigen Alternativen um das Fünffache übertroffen, die bisherige Spitzentechnologie um das Zweieinhalbfache. Die Effizienz von 99 Prozent setzt ebenfalls neue Maßstäbe – bei zugleich moderaten Herstellungskosten für dieses zukunftsweisende Gesamtpaket.

Auf der PCIM Europe in Nürnberg wird Wiljan Vermeer den neuen Wechselrichter der Öffentlichkeit vorstellen: vom 9. bis 11. Juni 2026 am Stand des Fraunhofer IZM (Halle 6, Stand 260). Unsere Wissenschaftler erläutern Ihnen gerne die technischen Innovationen unseres Antriebsumrichters – und gewähren damit auch in diesem Jahr einen Blick in die Zukunft der E-Mobilität.

Technische Daten:
3-phasiger Antriebsumrichter, Leistungsdichte: 500 kVA pro Liter
500 ARMS pro Phase bei 800 V DC-Spannung, Schaltgeschwindigkeit: 65 V/ns
Effektive Induktivität: ca. 1 nH, Spitzeneffizienz: >99%

(Text: Christoph Hein)

Um die Klimaziele der Europäischen Union zu erreichen, ist die Mobilität eine wichtige
Stellschraube: Der Verkehrssektor verursacht 28% der Treibhausgasemissionen in der EU,
davon entfallen 80% auf den Straßenverkehr. Elektrofahrzeuge können hier einen großen Beitrag leisten.

Das in ihnen verbaute Ladegerät, der sogenannte Onboard-Charger (OBC), wandelt Strom aus dem Netz in batterietaugliche Energie um. Mit steigenden Ladeleistungen steigen jedoch auch die Anforderungen an Effizienz, Kühlung und Platz. Klassische Siliziumlösungen lassen sich nur noch begrenzt optimieren. Energieverluste führen zu Wärmeentwicklung und somit zu höherem Kühlaufwand. Das wiederum hat Auswirkungen auf die Baugröße, weshalb leistungsstarke OBCs aktuell nicht für alle Fahrzeugklassen in Frage kommen.

Ein einfacher Aufbau mit weniger Bauteilen bietet somit Vorteile in Bezug auf Effizienz, Kosten und Verbreitung. Deshalb arbeitet das HiPower 5.0-Konsortium im Use Case Automotive, den das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM verantwortet, an der Entwicklung eines leistungsstarken 22 kW OBCs, der mit einem Volumen von vier Litern
deutlich kleiner ist als die aktuell üblichen zwölf Liter.

Neue Halbleiter ermöglichen kompakte Bauweise

Zentral für diese Weiterentwicklung sind neuartige Gallium-Nitrid-(GaN)-Halbleiter, die der Projektpartner Infineon zur Verfügung stellt. Die monolithisch integrierten bidirektionalen GaN-Schalter ermöglichen eine effizientere Stromumwandlung und kompaktere Bauweisen, denn sie sind so aufgebaut, dass sie den Stromfluss in beide Richtungen sperren können. Somit übernimmt ein Bauteil die Funktion von ursprünglich zwei verschalteten Halbeitern. Das eröffnet neue technische Möglichkeiten, und es werden Schaltungsentwürfe möglich, die mit konventionellen Bauelementen nur unter Kompromissen realisierbar wären.

Doch nicht nur das Material selbst ist entscheidend, sondern die Art und Weise, wie alle Komponenten im Fahrzeug zusammenarbeiten. Hier kommt die langjährige Erfahrung des Fraunhofer IZM im Packaging und der Systementwicklung zum Tragen. Die Bauteile werden nicht einzeln optimiert, sondern von Anfang an als Gesamtsystem gedacht. Elektronische Komponenten werden teilweise direkt in Leiterplatten integriert („Embedding“), was Wege verkürzt, Verluste reduziert und Platz spart.

Ein erster Demonstrator, der das Potenzial innovativer technischer Ansätze zeigte, war ein kompaktes, leistungsstarkes 22-kW-Ladesystem für Elektrofahrzeuge, den das Fraunhofer IZM bereits 2024 auf der PCIM Europe präsentierte, das jedoch noch ohne bidirektionale
GaN-Elemente auskam.

Europäische Wertschöpfungskette von Halbleiter bis Fahrzeug

Ziel des Hi-Power-5.0-Konsortiums ist es, die Vorteile moderner GaN- und anderer Wide-Bandgap-Halbleiter in einer durchgängig europäischen Wertschöpfungskette in marktfähigen Produkten nutzbar zu machen. Neben dem Automobilsektor werden auch Anwendungsfälle in der Schifffahrt adressiert.

Insgesamt arbeiten im Projekt HiPower 5.0 Partner aus zehn europäischen Ländern, darunter zwei OEMs, 21 Tier‑1/2‑Hersteller, sechs Leistungselektronikfirmen, zehn Hochschulen und sieben Forschungseinrichtungen, an sechs Use Cases. Das Projekt, das von August 2025 bis Juni 2028 läuft, wird mit 33,7 Mio. Euro von der EU und ihren Mitgliedsstaaten gefördert. Da Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt beteiligt sich mit 5,74 Mio. Euro und der Freistaat Sachsen mit 0,12 Mio. Euro.

(Text: Steffen Schindler)

Mit »Developing Recyclable Electronic Devices: A playbook for design for & from recycling« präsentieren Theresa Aigner (Fraunhofer IZM) und Thijs Feenstra (PEZY Group) ein Buch, das die Realität zirkulärer Produktgestaltung offenlegt – und konkrete Wege aufzeigt, wie Design, Materialentwicklung und Recycling enger zusammenrücken können. Die Publikation versteht sich als Playbook: eine Sammlung praxisnaher Empfehlungen, die zeigt, dass Rezyklierbarkeit nicht am Ende eines Produktlebens beginnt, sondern bei der ersten Designentscheidung.

Ein Playbook für zirkuläre Elektronik
Das Werk bündelt vier Jahre Forschung, industrieübergreifende Zusammenarbeit und Praxistests und macht deutlich, warum zirkuläre Elektronik oft weniger an fehlender Ambition scheitert als an mangelnder Abstimmung zwischen den Akteur*innen. In fünf praxisnahen Fallstudien haben Stakeholder*innen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von Recycling bis Produktdesign – lebensnahe Tipps, praktische Handreichungen und Hinweise für die Arbeit von Designer*innen, Ingenieur*innen oder Produktentwickler*innen in dem Playbook festgehalten. So können diese direkt in die Umsetzung zirkulärer Geräte kommen, ohne dass die Entwicklungsteams selbst Recyclingexpert*in werden müssen. Das E‑Book ist eine Veröffentlichung des von Horizon Europe geförderten Projekts INCREACE. Es steht zum kostenlosen Download bereit unter: https://increace-project.eu/increace-results/increace-book/.[1]

Am 26. März 2026 wurde das Buch im CIC Berlin erstmals der Fachöffentlichkeit vorgestellt. Im Rahmen eines ganztägigen Workshop-Programms erhielten die Teilnehmenden – zumeist Produktenwickler*innen und -designer*innen – die Tipps aus dem Playbook unmittelbar auszuprobieren. Ein Besuch bei Open Funk im MotionLab zeigte zirkuläres Design direkt in der Praxis.

Bei dieser Gelegenheit betonte die Autorin und Expertin für Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft Theresa Aigner vom Fraunhofer IZM: „Wir haben nicht die eine Lösung gesucht, sondern wollten verstehen, wie Recyclingsysteme in der Realität funktionieren, denn jedes Produkt bringt seine eigenen Einschränkungen, Risiken und Chancen mit sich. Beim zirkulären Design geht es daher nicht um die Optimierung hin zu einem einzigen Ideal, sondern darum, fundierte und transparente Kompromisse einzugehen. Mit diesem Leitfaden möchten wir Produktentwickler*innen und
-designer*innen motivieren und dabei unterstützen, den Einstieg zu finden und auf den Erkenntnissen aufzubauen, die wir im Laufe der Jahre gesammelt haben.“

Neues Bewertungstool für die Produktentwicklung
Neben dem Buch hat das INCREACE-Konsortium im Rahmen des Projekts ein praxisorientiertes Tool für zirkuläres Produktdesign entwickelt: das Recyclability Assessment Tool (RAT). Das RAT dient der unabhängigen und standardisierten Bewertung der Recyclingfähigkeit von Elektronikprodukten. Es wurde von Philips und PEZY entwickelt und von Partner*innen aus der Industrie getestet und optimiert. Damit können Design- und Entwicklungsteams bereits in einer frühen Phase des Entwicklungsprozesses kritische Faktoren erkennen, die die Recyclingfähigkeit ihrer Produkte beeinträchtigen könnten – wie beispielsweise problematische Materialien, Verbindungen oder Oberflächenbehandlungen –, um mögliche Alternativen zu finden.

Zur breiteren Einführung des Tools bietet das Konsortium am 9. April 2026 ein Webinar an. Michel Henning (PEZY) und Sharina Ligtelijn (Philips) demonstrieren dort die Anwendung des RAT und zeigen, wie Produktentwickler*innen Rezyklierbarkeit schon im Designprozess berücksichtigen können. Interessierte können sich hier anmelden.

Bedeutung für die EU‑Kunststoffstrategie
Das Buch und das Tool bilden gemeinsam ein neues Fundament für zirkuläre Entwicklung elektronischer Produkte in Europa. Die Maßnahmen und Veröffentlichungen des INCREACE-Konsortiums, wie das Playbook und das RAT-Tool zeigen noch einmal, wie wichtig es für die Kunststoffstrategie der EU ist, Recycling schon in der Designphase mitzudenken und Handreichungen für die Produktentwicklung der Öffentlichkeit zur Verfügung zu stellen.

Erst im Dezember 2025 betonte die EU-Kommissarin für Umwelt, Wasserresilienz und eine wettbewerbsfähige Kreislaufwirtschaft Jessika Roswall bei der Verabschiedung des aktuellen Maßnahmenkatalogs zur Förderung der Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen in der EU, dass dringende Maßnahmen auf EU- und Mitgliedstaatenebene erforderlich seien, um das Recycling und die Verwendung von recycelten Materialien zu erleichtern und Innovationen zu fördern. Laut ihr können die Ziele des Wettbewerbsfähigkeits-Kompasses, des Clean Industrial Deal und des RESourceEU Aktionsplans nur mit stärkeren und besseren koordinierten Maßnahmen vollständig verwirklicht werden. Genau hier setzt das INCREACE-Konsortium an und hat direkte Tools entwickelt, die bereits beim Produktdesign ansetzen, denn mit dem Playbook und dem RAT helfen sie Produktentwickler*innen, Rezyklate zu verwenden und Produkte für das Recycling zu entwerfen.[2]

Der feierliche Abschluss des Projekts INCREACE folgt am 20. Mai 2026 in Brüssel im Hoek 38 – einem Veranstaltungsort und Treffpunkt für Forschung und Wissen, der vom FWO (Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek – Vlaanderen) betrieben wird. Bei dieser Gelegenheit wird das Playbook »Developing Recyclable Electronic Devices« offiziell an Vertreter*innen der EU, die für die Umsetzung der EU-Strategie verantwortlich sind, übergeben. Weiterhin werden die Projektergebnisse in Präsentationen vorgestellt, innovative Demonstratoren gezeigt und interaktive Workshops angeboten.

Dieser Termin richtet sich an Vertreter*innen aus der Recycling-Branche sowie an Produktentwickler*innen, Forschende, OEMs, politische Entscheidungsträger*innen und die Presse. Interessierte finden hier mehr Informationen zum Festakt und zur Anmeldung der kostenlosen Informationsveranstaltung.

Download:
Das E-Book »Developing Recyclable Electronic Devices« und das »Recyclability Assessment Tool« stehen ab sofort zum Download bereit:
https://increace-project.eu/increace-results/increace-book/

[1] Das Buch ergänzt den bereits veröffentlichten Leitfaden des Vorgängerprojekt PolyCE aus dem Jahr 2021 mit dem Titel „Design For Recycling. Design From Recycling.“ Diese Handlungsempfehlungen für ein effektives Kunststoff-Recycling wurden dem damals für den Green Deal zuständigen Kommissar für Klimaschutz und Vizepräsidenten der EU-Kommission Frans Timmermans übergeben. https://www.izm.fraunhofer.de/de/news_events/tech_news/circular-product-development-the-secrets-to-design-for-and-from-recycling.html

[2] https://environment.ec.europa.eu/document/download/60277c52-77f0-4860-b6cc-cdaf6665e336_en?filename=COM_2025_805_1_EN_ACT_part1_v3.pdf

Über das INCREACE-Projekt:
INCREACE zielt darauf ab, die Produktion hochqualitativer, sekundärer Kunststoffe aus Elektroaltgeräten, sowie die Verwendung dieser in Produkten durch innovative und interdisziplinäre Lösungen zu steigern. Die Zusammenarbeit relevanter Akteure entlang der Wertschöpfungskette des Kunststoffrecyclings ermöglicht es, holistische Lösungen zu entwickeln, eingebettet in einen systemischen Rahmen mit Schwerpunkt auf Elektro- und Elektronikgeräten (EEE). Auf dieser Grundlage leistet INCREACE Beiträge zur EU-Kunststoffstrategie, zum ersten und zweiten Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft sowie zum Green Deal, der im Besonderen Maßnahmen für ressourcenintensive Branchen wie die Elektronik und den Kunststoffsektor vorsieht.

Das INCREACE-Projekt wird von der Europäischen Exekutivagentur für Gesundheit und Digitales (HaDEA) der Europäischen Kommission im Rahmen des Horizon Europe Cluster 4 Programms gefördert. Beteiligte Partner sind das Fraunhofer IZM (Koordinator), Fraunhofer IVV, Vlaamse instelling voor technologisch onderzoek (VITO), Katholieke Universiteit Leuven – KU Leuven, Pezy Group, Plastika Skaza, Vorwerk Elektrowerke GmbH, Neste Oyj, Partners for Innovation, Mirec, Cabka Spain Sociedad Limitada, Universiteit Maastricht, SAP SE, PNO Innovation, Philips Electronics Nederland, Erion Compliance Organization S.c. a r.l. und ETH Zürich.

Dieses Projekt wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm “Horizon Europe” der Europäischen Union im Rahmen der Vereinbarung Nr. 101058487 finanziert. 

Durch den breiten Einsatz von künstlicher Intelligenz entstehen aktuell immer größere Datacenter. Bei der Planung von Rechenzentren muss immer auch berücksichtigt werden, was passiert, wenn der Strom ausfällt. Zwischen dem Ausfall der regulären Stromversorgung und der Übernahme durch die Notstromgeneratoren überbrückt eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) die Zeit. Ist die USV jedoch nicht ausreichend dimensioniert oder versagen Komponenten, können zentrale Dienste, Sicherheitseinrichtungen und Backup-Funktionen ausfallen und wichtige Daten verloren gehen.

Die USV wird dabei mit Batterien realisiert – und zwar mit solchen, die in kürzester Zeit die notwendige Energie bereitstellen, um die Zeit zu überbrücken, bis die reguläre Notstromversorgung anläuft. Aktuell kommen für Puffer-Systeme zumeist Lithium-Ionen-Akkumulatoren zum Einsatz. Diese sind aber nicht optimal für eine solche Aufgabe: Sie sind schwer, teuer und können eine Brandgefahr darstellen.

Mit einer neuen Generation von Nickel-Zink-Akkus (NiZn) will das Start-Up Zn2H2 Inc. gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM eine Alternative zu Lithium-Akkus schaffen, die kleiner, leichter, sicherer und günstiger ist.

Gemeinsames Knowhow von Startup und Forschung
Die Wirkungsweise von NiZn-Zellen ist bereits seit über 100 Jahren bekannt. Bisher standen ein aufwendiger Herstellungsprozess und die geringe Anzahl von Aufladezyklen einer weiteren Verbreitung im Markt im Weg.

Das Fraunhofer IZM verfügt über zwei Jahrzehnte Erfahrung mit Zinkbatterien. Zn2H2 ist in der Start-A-Factory, dem Entwicklungslabor für Start-Ups am Fraunhofer IZM, ansässig. Dort konnten sie auch auf die Erfahrung des Instituts zurückgreifen, um ihre Vision einer Zink-Wasserstoff-Zelle umzusetzen. Zusätzlich hat Zn2H2 ein kostengünstiges Direktbeschichtungsverfahren für Nickelhydroxid (Ni(OH)?) Elektroden entwickelt, das die Herstellung von Nickel-Zink (Ni-Zn) Batterien mit extrem hoher Leistung ermöglicht. Üblicherweise dient bei der Herstellung von dieser Batterieart als Gegenelektrode zur Zinkelektrode am Minuspol eine dicke, gesinterte Schicht aus Nickelhydroxid am Pluspol. Bei der neuartigen Herstellungsmethode von Zn2H2 wird das Nickel am Pluspol als direkte Abscheidung auf eine dünne Stahlfolie aufgebracht. Dadurch können großflächige Elektroden hergestellt und – wie bei zylindrischen Lithium-Ionenbatterien – aufgewickelt werden. In Kombination mit dem wässrigen Elektrolyten, der eine sehr hohe Leitfähigkeit besitzt, kann die Batterie schneller entladen, aber auch zuverlässiger wieder aufgeladen werden.

Tests der Batterie am Fraunhofer IZM
Aufgrund der langjährigen Erfahrung der Forschenden am Fraunhofer IZM mit Batterien auf Zink-Basis und der dadurch vorhandenen Testinfrastruktur konnten die Elektroden und NiZn-Batterien in den Laboren des Instituts im Auftrag von Zn2H2 ausführlich geprüft werden. Der Test am Fraunhofer IZM über 20.000 Ladezyklen zeigte eine hohe Entladerate von mehreren 100 C und eine Leistung von über 10.000 W/kg.

Die Vorteile der NiZn-Akkus liegen damit für die Projektbeteiligten auf der Hand: Mit Entladezeiten von einigen zehn Sekunden bis zu etwa fünf Minuten eignen sich diese NiZn-Batterien besonders für den Einsatz in Hyperscale-Rechenzentren – oder überall da, wo viel Energie über einen kurzen Zeitraum benötigt wird. Sie punkten mit einer Energiedichte von 40 bis 50 Wh/kg bei hoher und bis 170 Wh/kg bei kleinerer Leistung. Im Vergleich zu den aktuell verbreiteten Lithium-Ionen-Akkus kommen das insgesamt niedrigere Gewicht, günstigere Herstellungskosten und eine bessere Verfügbarkeit der Rohstoffe zum Tragen. Als eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist deshalb der Einbau in Kraftfahrzeuge zum Starten von Verbrennungsmotoren bei niedrigen Temperaturen denkbar.

An der Zusammenarbeit zwischen dem Start-up Zn2H2 und dem Fraunhofer IZM zeigt sich der Mehrwert dieser Partnerschaft: Frische Ideen treffen auf langjährige Erfahrung – so entstehen Innovationen schneller und erreichen zügiger die Marktreife.

Über Zn2H2
Die Znh2H2 Inc. setzt auf innovative Lösungen, um grüne Energie zu speichern. Die von ihr zum Patent angemeldete Zink-Wasserstoff-Batterie kann nicht nur als Langzeitspeicher von Energie, sondern auch zur Wasserstoffproduktion genutzt werden. Das Start-up ist seit 2022 zu Gast in der Start-A-Factory (SaF) und arbeitet sehr eng mit Dr. Robert Hahn und seinem Team zusammen. Mehr Informationen finden Sie unter: https://zn2h2.com/.

Die IT-Branche steht vor großen Herausforderungen beim Klimaschutz. Ein wesentlicher Teil der Treibhausgasemissionen entsteht in der aufwendigen Fertigung von Halbleitern, die in allen IT-Produkten verbaut sind. Ein neuer Report des SEMI Semiconductor Climate Consortium (SCC), erarbeitet unter maßgeblicher Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM, setzt genau hier an: Er schafft die Grundlage für mehr Transparenz und Vergleichbarkeit beim Produkt-CO₂-Fußabdruck (Product Carbon Footprint, PCF) in der Halbleiter- und IT-Branche.

Während der bisher häufig genutzte Corporate Carbon Footprint (CCF) die Emissionen ganzer Unternehmen betrachtet, ermöglicht der PCF eine deutlich präzisere Analyse auf Produktebene. Dadurch können Emissionstreiber entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Halbleiterfertigung bis zur Rechenzentrumshardware – auf Produktebene identifiziert und gezielt reduziert werden.

Hoher Handlungsdruck durch ambitionierte Klimaziele
Insbesondere Cloud-Anbieter, Rechenzentrumsbetreiber und Zulieferer für die Automobilindustrie sind aufgrund ehrgeiziger Klimaziele auf verlässliche und vergleichbare Kennzahlen angewiesen. Die Gespräche von Ökobilanz-Expert*innen am Fraunhofer IZM mit mehr als 25 Unternehmen aus der Halbleiter- und IT-Branche zeigen: Der CO₂-Fußabdruck der Halbleiterfertigung macht einen erheblichen Anteil der Gesamtemissionen von IT-Hardware aus und in den vergangenen Jahren hat die Nachfrage nach PCF-Daten erheblich zugenommen. Ohne belastbare, vergleichbare und handlungsorientierte PCF-Daten können jedoch konkrete Einsparpotenziale vielfach nicht präzise beziffert werden und bleiben daher häufig ungenutzt.

Gemeinsame Standards als Schlüssel
Der erste Report nach der Analyse der Bedarfe der teilnehmenden Unternehmen hebt hervor, dass transparente Daten, einheitliche Berechnungsmethoden und standardisierte Austauschformate entscheidend sind, um Emissionen wirksam zu senken. Plattformen wie Catena-X[1], die bereits in der Automobilindustrie für einen sicheren und standardisierten Datenaustausch genutzt und derzeit Dank Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Projekt Semiconductor-X auch auf die Halbleiterbranche ausgeweitet werden, dienen dabei als Vorbild für weitere Branchen. Auch hier sind die Expert*innen des Fraunhofer IZM an der Projektarbeit beteiligt.

Mit dem „Product Carbon Footprint Strategy and Methodology Development Report“ legt das SEMI Semiconductor Climate Consortium erstmals eine umfassende Bestandsaufnahme zum PCF in der Halbleiter- und IT-Industrie vor. Der Bericht analysiert bestehende Richtlinien und Anforderungen im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie und schlägt einen strategischen Fahrplan für die Entwicklung einer speziell auf die Halbleiterfertigung zugeschnittenen PCF-Methodik vor.

Umsetzung bis 2027 geplant
Der für Mitgliedsunternehmen des Semiconductor Climate Consortium zugängliche Strategiebericht markiert die erste Phase des Gesamtprojekts. In einer zweiten Phase sollen die Empfehlungen bis März 2027 konkret umgesetzt werden. Das Fraunhofer IZM übernimmt dabei die Moderation des Prozesses, bringt die Interessen der beteiligten Unternehmen in Einklang und entwickelt Best-Practice-Ansätze zur Bewertung der Treibhausgasemissionen einzelner Halbleiterkomponenten.

Diese Initiative ist Teil einer Reihe von Aktivitäten am Fraunhofer IZM, die darauf abzielen, den Produkt-CO₂-Fußabdruck in der IT-Branche methodisch präziser, praxisnäher und handlungsorientierter zu gestalten – unter anderem für Notebooks, Desktop-Computer und Rechenzentrumsausrüstung. Ziel ist es, die IT-Branche wirksam auf ihrem Weg zu einer klimafreundlicheren Zukunft zu unterstützen.

Weitere Informationen zum Semiconductor Climate Consortium: https://www.semi.org/en/industry-groups/semiconductor-climate-consortium

[1] Weitere Informationen zu CATENA-X: https://catena-x.net/use-case-cluster/sustainability/

Waldbrände gehören mittlerweile auch in Mitteleuropa zu den großen Herausforderungen für Feuerwehr und Katastrophenschutz. Kritisch dabei ist die Suche und das Löschen von Glutnestern im Unterholz. Herkömmliche Drohnen stoßen hier schnell an ihre Grenzen: Für einen Flug durch die dichte Vegetation sind diese zu groß und zu schwer. Wärmebildkameras sind oft nicht empfindlich genug und liefern so keine verlässlichen Daten über verdeckte Brandherde. Aktuell müssen Feuerwehrleute oft per Hand mit einem Spaten Glutnester aufspüren, die sich in bis zu 1,5m Tiefe befinden.

Das deutsche Konsortium im Projekt PROACTIF entwickelt dafür eine neue Lösung: Ein Multisensormodul, das Radar- und Infrarotsensorik erstmals in einer ultraleichten und kompakten Einheit unter 3 Kilogramm vereint. Die Firma Heimann Sensor GmbH liefert hierfür Infrarotsensoren, während Forschende am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM zusammen mit der InnoSenT GmbH die neuartige Radarsensorik entwickeln und den Infrarotsensor in das System einsetzen. Durch die Kombination von Kurz- und Langstreckenradar mit einer Reichweite von 80 beziehungsweise 200 Metern kann die neu entwickelte Drohne mit einem 360-Grad Blick vollautomatisiert sowohl Hindernisse in unmittelbarer Umgebung erkennen als auch größere Waldflächen überblicken und so erstmalig mit 30 km/h auch unter der Baumkrone durchfliegen, während der Infrarotsensor die Glutnester erkennt.

Drei Packagingtechnologien für eine bestmögliche Umsetzung

Die einzigartige Expertise am Fraunhofer IZM ermöglicht eine Kombination dreier Schlüsseltechnologien aus der Aufbau- und Verbindungstechnik:

• LTCC-Technologie (Low-Temperature Co-fired Ceramic) ermöglicht leistungsstarke Hochfrequenzantennen und stabile Signalverarbeitung auch bei hohen Temperaturen.
• Molding-Technologie erlaubt die dreidimensionale Formung von Antennenstrukturen und minimiert Signalverluste, was entscheidend für das Long-Range-Radar ist.
• Embedding-Technologe integriert die Kurzstreckensensorik platzsparend in flexible Materialien und reduziert Gewicht und Baugröße.

Projektleiter und Wissenschaftler am Fraunhofer IZM Dr.-Ing. Christian Tschoban fasst zusammen: „Erst durch das Zusammenspiel von LTCC-, Molding- und Embedding-Technologien gelingt es, Short- und Long-Range-Radar gemeinsam mit Infrarotsensoren in einem ultrakompakten Modul zu verbinden. Das Ergebnis ist ein sogenanntes Multi-Sensor-Packaging, eine leichte Sensoreinheit, die hohe Auflösung, Robustheit und Energieeffizienz miteinander verbindet.“

Praxisdemonstration in deutschen Wäldern

Das Multi-Sensormodul wird zeitnah in Deutschland in einem praxisnahen Szenario erprobt. In enger Absprache mit Forstamt und Feuerwehr testen die Forschenden den Einsatz der Drohnen im Münsterland und bei Wiesenburg. Bei dem simulierten Brand wird besonders darauf geachtet, dass dieser außerhalb der Trockenzeiten stattfinden, sowie auf Vogelschutz. Die Drohnen sollen dabei selbstständig durch das Waldgebiet fliegen und Hindernisse und Glutnester in Echtzeit erkennen. Langfristig sollen die Drohnen bei Eingang einer Waldbrandmeldung selbstständig losfliegen und schon vor Eintreffen der Einsatzkräfte ein genaues Lagebild erstellen und Auskunft darüber geben, wie viele Helfer*innen tatsächlich gebraucht werden.

Darüber hinaus eröffnet die Technologie Möglichkeiten bei Such- und Rettungsaktionen oder der Überwachung kritischer Infrastrukturen. Mit etwa 25 Prozent des gesamten Konsortiums im Projekt PROACTIF leistet das deutsche Konsortium einen entscheidenden Beitrag dazu, autonome Systeme in Europa leistungsfähiger und sicherer zu machen.

Das Projekt PROACTIF läuft vom 01.06.2025 – 30.04.2028 und wird im Rahmen des Chips Joint Undertaking (HORIZON-JU-Chips-2024-1-IA-T1) mit insgesamt 41,8 Mio. Euro gefördert, darunter 2,02 Mio. Euro vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR), 320.000 € vom Freistaat Sachsen und 90.000 € vom Freistaat Thüringen. Das Projekt, an dem sich 42 europäische Institutionen, darunter fünf aus Deutschland, beteiligen, ist Teil der deutschen Strategie zur Sicherung der technologischen Souveränität im Bereich der Quantenforschung. Übergeordnetes Ziel ist es, die europäische Wettbewerbsfähigkeit im Bereich der Technologie für personenlose Missionen erheblich zu steigern sowie die Kosteneffizienz und Wirksamkeit der autonomen Überwachung kritischer Infrastrukturen zu erhöhen.

PROACTIF Projektpartner:

Nokia Solutions and Networks Oy, Asya AI, Riga Technical University, HUN-REN Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet, Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki, Heimann Sensor GmbH, Captain AI B.V., ViNotion B.V., InnoSenT GmbH, Silicon Austria Labs GmbH, Acorde Technologies, S.A.,Technische Universität Eindhoven, VIA electronic GmbH, TST-Sistemas, Universidad de Granada, Skyability, Research Studios Austria Forschungsgesellschaft mbH, Fraunhofer IZM, Würth Electronic, Safran Electronics & Defense/ SED SPAIN S.L., DEMCON Unmanned Systems BV, Mellanox Technologies Ltd, Van Oord Ship Management B.V., Avular Innovations B.V., CISC Semiconductor GmbH, SSH Communications Security Oyj, Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique SA, Citymesh Integrator N.V., Saab Finland Oy, League Geophysics B.V., VTT Technical Research Centre of Finland Ltd., Ascento AG, YellowScan, FixPosition AG, Leonardo S.p.A, Innovation River, Gdansk University of Technology, Luna Geber Engineering SRL, AITEK SPA, Università degli Studi di Perugia, Dimetor GmbH, Stichting IMEC Nederland

Edge-AI-Anwendungen verarbeiten Daten, wo sie entstehen. Das bietet Vorteile für die Sicherheit und Geschwindigkeit von KI-Systemen und findet vor allem in Bereichen wie Robotik, autonomes Fahren und Medizintechnik immer mehr Verwendung. Edge-AI ermöglicht Echt-Zeit Entscheidung bei sehr geringer Latenz. Für innovative europäische Unternehmen kann die Zugänglichkeit zu diesen fortschrittlicher Halbleiter-Technologien eine Herausforderung sein, da sie mangels eigener Fertigungskapazitäten häufig auf Zulieferer aus Asien und den USA angewiesen sind.

Um zukünftig Forschungseinrichtungen, Universitäten, Start-Ups und KMUs die Entwicklung von Next-Generation Edge-AI-Systemen zu ermöglichen, hat das PREVAIL-Konsortium in den vergangenen zwei Jahren eine Pilotlinie für die Fertigung dieser Technologie in Europa aufgebaut. Ziel der vier beteiligten Forschungseinrichtungen ist es, den Zugang zu diesen Zukunftstechnologien zu erleichtern und die technologische Souveränität Europas sicherzustellen.

Europäische Zusammenarbeit
Die am PREVAIL-Projekt beteiligten Forschungs- und Technologieorganisationen (RTOs) – CEA-Leti (Frankreich), Fraunhofer-Gesellschaft (Deutschland), imec (Belgien) und VTT (Finnland) – ergänzen sich komplementär in ihren Arbeitsschwerpunkten. Dadurch stärkt das Projekt die wissenschaftliche Zusammenarbeit auf europäischer Ebene und kann die gesamte Breite der für Edge-AI relevante Technologien abbilden.

Sie umfassen die Bereiche »Embedded Non-Volatile Memories«, »3DIntegration« sowie »Silicon Photonics and Connectivity«. Im Rahmen des PREVAIL-Projekts wird für jedes dieser Themenfelder ein Early-Stage Technologie-Demonstrator entwickelt. Dabei bringen die Projektpartner kollaborativ ihre Expertise ein. Jeder Demonstrator wird von mindestens zwei RTOs gemeinsam bearbeitet.

Exemplarisch für das Themenfeld »3D-Integration« soll gezeigt werden, wie sich verschiedene Mix-Pitch Verbindungstechnologien auf einem gemeinsamen Silizium-Interposer Substrat realisieren lassen. An diesem Demonstrator arbeiten neben CEA-Leti und imec auch Fraunhofer IZM-ASSID und Fraunhofer EMFT.

Vier Fraunhofer-Institute aus dem Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik sowie der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) sind am PREVAIL-Projekt beteiligt:

• Das Fraunhofer IZM-ASSID – „Center All Silicon System Integration Dresden“ führend bei 300mm Technologien im Bereich Advanced-Packaging und 3D-Wafer-Level-Systemintegration trägt im Bereich 3D-Integration bei.
• Das Center Nanoelectronic Technologies (CNT) des Fraunhofer IPMS bringt seine 300mm CMOS-kompatiblen nanoelektronischen Technologien auf Basis ferroelektrischer Materialien u. a. für Embedded non-volatile Memory ein.
• Das Fraunhofer EMFT wird die Chip-zu-Folie-Integration und die physikalische Analyse für Trust beisteuern.
• Das Fraunhofer IIS trägt mit dem Design, der Messung und dem Test von integrierten CMOS-Schaltungen bei – gestützt auf seine langjährige Erfahrung mit fortschrittlichen Halbleitertechnologien bis hinunter zu Strukturgrößen von 22 nm.

State of the art für kleine und mittlere Unternehmen
Zur praktischen Umsetzung der hochmodernen Technologien wurden allein am Fraunhofer IZM-ASSID sechs neue Anlagen beschafft, die nun in die bestehende 200/300mm Prozesslinie für die 2,5D/3D-Systemintegration eingebunden werden. Für die Etablierung der „Multi-hub Test and Experimentation Facility (TEF) for edge AI hardware“ stellten die beteiligten Länder und die Europäische Kommission insgesamt Fördermittel in Höhe von 155,99 Millionen Euro bereit. Davon wurden über 80 Prozent in neue Geräte investiert.

Diese Infrastruktur steht damit insbesondere externen Partnern und Unternehmen, die Interesse an Edge-AI-Technologien haben, zur Verfügung. Dabei ist das breit aufgestellte PREVAIL-Konsortium in der Lage, eine Vielzahl an möglichen Entwicklungsaufträgen zu bearbeiten. Das Spektrum der Pilotlinie reicht von der Designentwicklung, über Prototyping und Hardware-Fertigung in Kleinserien bis hin zu Validierungen und Analysen.

Interessenten können sich auf der SEMICON Europa vom 18. bis 21. November in München direkt bei den beteiligten RTOs bzw. auf der Website https://prevail-project.eu/ informieren. Das Fraunhofer IZM-ASSID wird am Stand von Silicon Saxony in Halle B1, Stand B1221-2 vertreten sein.

Förderkennzeichen:
Kofinanziert von der Europäischen Union im Call „DIGITAL-2021-CLOUD-AI-01“ (Grant Agreement No. 101083307), sowie in Deutschland durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (Referenz 16ME0834)

(Text: Steffen Schindler)

Weltweit geht ein Großteil aller Todesfälle auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen zurück. Werden sie rechtzeitig erkannt, stehen die Behandlungschancen gut. Doch weite Wege und lange Wartelisten in der Kardiologie stehen einer frühzeitigen Diagnose oft im Weg. Hinzu kommen ausführliche Messungen und regelmäßige Untersuchungen, für die Patienten in die Praxis oder ins Krankenhaus kommen müssen.

Im Rahmen des Fraunhofer-Verbundprojekts „Medical Artificial Intelligence Applications – Center for Applied AI in Medicine“ (maia) wurde deshalb am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Kooperation mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Technischen Universität Berlin ein Sensorsystem zur nicht-invasiven Überwachung der Herz-Kreislauf-Funktion entwickelt.

Das System ist in eine waschbare Textilweste integriert und kann vom Patienten selbst angelegt werden. Es erfasst über 110 Parameter, die mit jeweils 1.000 Messpunkten pro Sekunde abgetastet werden. Das System ist das weltweit erste, das eine so große Anzahl Diagnosekriterien synchron und kontinuierlich erfassen kann. Ein Chatbot fragt parallel nach Symptomen und Beschwerden der Patienten.

KI unterstützt bei der Diagnose und Risikoeinschätzung
Ergänzt wird die Plattform durch ein mobiles Edge-Computing-Modul zur lokalen Signalverarbeitung und drahtlosen Datenübertragung. Das neu entwickelte hybride Analyse-Framework kann durch die Kombination klassischer Verfahren zur Signalverarbeitung und modernen Machine-Learning-Ansätzen die Qualität der erfassten Daten steigern.

Aus den gemessenen Daten, der Selbstauskunft und der ärztlichen Einschätzung erstellt die KI nicht nur einen Diagnosevorschlag für das medizinische Personal, sondern bietet auch den Patientinnen und Patienten eine Risikoeinschätzung mittels Echtzeit-Daten. Damit stellt das Sensorsystem für alle Beteiligten eine wichtige Unterstützung im Umgang mit einer Herz-Kreislauf-Erkrankung dar. Sie verbessert die Möglichkeiten der telemedizinischen Versorgung des ländlichen Raums und von Menschen, die nicht mobil sein können.

Für die Datenerhebung werden verschiedene nicht-invasive Messverfahren, etwa Bioimpedanzspektroskopie (BIS), Elektrokardiografie (EKG), Seismokardiografie (SKG), Phonokardiografie (PKG) und Photoplethysmografie (PPG) genutzt. Das System soll zukünftig um weitere Sensoren erweitert werden, um zum Beispiel eine Echokardiografie möglich zu machen. Aus diesen Signalen lassen sich weiterführende Kennwerte ableiten, beispielsweise der Blutdruck oder die Größe von Ödemen.

Zuverlässige Messungen und Komfort
Für die Messung kommen neuartige mehrkanalige Textilelektroden zum Einsatz. Um auch bei längerer Tragezeit bequem und zuverlässig zu bleiben, sind sie biokompatibel und semitrocken ausgelegt. Ein leitendes Gel, das die Haut reizen und austrockenen kann, ist also nicht notwendig, sie können einfach mit der Trageweste übergezogen werden. Durch den modularen Charakter der Weste können die Elektroden für unterschiedliche Körperformen optimal positioniert werden, um eine stabile Signalqualität zu gewährleisten.

Im nächsten Schritt soll das gesamte System in mehrere, wiederverwendbare Pflaster auf Polyurethanbasis integriert werden. Das dünne, hautfreundliche Material erhöht den Tragekomfort, schränkt herzkranke Menschen weniger ein und kann so ein durchgehendes Monitoring sicherstellen.

Das Fraunhofer IZM wird das System bei der Compamed 2025 vom 17.-20. November in Düsseldorf vorstellen.

(Text: Steffen Schindler)