Alternative Energien und Nachhaltigkeit: Fünf aktuelle Patent-Trends

Alternative Energien, schonender Umgang mit Rohstoffen und Recycling von Batterien: Patentierte Erfindungen liefern die Grundlage für eine nachhaltige Zukunft.

Unter den wichtigsten Entwicklungen befinden sich auch Sieger und Finalisten des Europäischen Erfinderpreises des Europäischen Patentamts (EPA). Hier sind:

Fünf aktuellen Patent-Trends in den Bereichen Nachhaltigkeit und alternative Energien:

1. Erneuerbare Energien: Wasser, Wind, Solar

Jörg HorzelLange galt Hydroenergie - die Energiegewinnung aus Gewässern - als „Sorgenkind" unter den alternativen Energiequellen. Die flexibel einsetzbare Spiralturbine zur Erzeugung elektrischer Energie des Amerikaners Alexander Gorlov von der Northeastern University brachte den Durchbruch: Bei erhöhter Stabilität verbessert die Turbine die aus der Wasserströmung gewonnene Energiemenge von 20 % auf 35 %.

Windturbinen in Energieparks vor der Küste sind oft ungezügelten Naturgewalten ausgesetzt. Der deutsche Ingenieur Sönke Siegfriedsen sicherte die Turbinen mit seinem Korrosionsschutz in Offshore-Windparks vor äußeren Einflüssen und optimierte die Energieleistung durch ein internes Luftleitsystem.

Die Solarenergieerzeugung in Europa ist weltweit führend dank der Verdienste des deutschen Wissenschaftlers Adolf Goetzberger, Gründer des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Weitere Fortschritte in der Produktion von Solarzellen brachte die verbesserten „Selektiven Emitter" des Erfinders Jörg Horzel, nominiert für den Europäischen Erfinderpreis 2013. 


2. „Grüne" Batterietechnik: lange Laufzeit - weniger Giftstoffe

Farouk Tedjar Lange Zeit hatten Batterien mit gravierenden Problemen zu kämpfen: kurze Lebensdauer und giftige Reststoffe. Die umweltschonenden Autobatterien des Amerikaners Stanford Ovshinsky bringen doppelte bis dreifache Leistung herkömmlicher Nickel-Kadmium-Batterien und sind in zahlreichen Hybrid-Automobilen im Einsatz.

In aktuellen Hybrid-Autos wie dem Toyota Prius sorgt das intelligente Leistungsregelungssystem für Hybridautos des Japaners Shoichi Sasaki für deutlich längere Lebensdauer durch Vermeidung von Überlastungseffekten.

Statt auf den Müll wandern verbrauchte Batterien zurück in die Wertschöpfungskette: Dank dem Wiederaufbereitungsverfahren für Batterien von Farouk Tedjar und Jean-Claude Foudraz aus Frankreich können 98% der enthaltenen Edelmetalle wiederverwertet werden.    


3. Biomasse: Wachstumsmarkt mit Potenzial

Jens Dall Bentzen Bis 2020 soll Energie aus Biomasse - durch Verbrennung von Holz oder kommerziellen Abfällen - rund 10% des EU-Energiebedarfs decken. Das Hochwirksame Biomassesystem des Ingenieurs Jens Dall Bentzen von Dall Energy Aps aus Dänemark hat dieses Ziel einen bedeutenden Schritt nähr gebracht: Die Erfindung erhöht die Energieeffizienz um 20 bis 25 %, verringert die Brennstoffkosten um 20 bis 30 % und senkt Baukosten für Biomasse-Anlagen um 10 %.



4. Brennstoffzellen: Überall im Einsatz

Manfred StefenerBis vor kurzem wurden Brennstoffzellen vor allem stationär genutzt. Dank der tragbaren Brennstoffzellen des deutschen Chemikers Manfred Stefener, Gewinner des Europäischen Erfinderpreises 2012, erobern sie erstmals mobile Anwendungen: Die portablen Brennstoffzellen seiner Firma Smart Fuel Cell AG haben sich über 20 000-mal verkauft und liefern Energie z.B. in Booten und Wohnmobilen. 

Ebenfalls für Mobilität sorgt die Elektrochemische Brennstoffzelle der Kanadier Ben Wiens und Danny Epp. Busse mit ihrem Brennstoffzellenantrieb sind nun in 15 Großstädten rund um den Globus im Einsatz, etwa in Amsterdam, Barcelona und London.


5. Wasserverbrauch: Säubern, Sparen und Recyclen

Ashok GadgilBeim innovativen Verfahren zur Abwasserreinigung von Mark van Loosdrecht, Merle Krista de Kreuk und Joseph Heijnen aus den Niederlanden kommt Biochemie zum Einsatz: Ein System aus Biomasse-Granulaten säubert das Abwasser vor Zurückleitung und senkt den Energieverbrauch von Aufbereitungsanlagen um mehr als 20 %.

In Entwicklungsländern ohne öffentliche Wassernetze erweist sich das hoch mobile UV-Wasserentkeimungsgerät der Forschergruppe um Ashok Gadgil von der University of California in Berkeley als Retter in der Not: Das kaum 8 Kilo schwere Gerät entkeimt mit einer 40-Watt-UV-Lampe rund 1 000 Liter Wasser pro Stunde.

Effiziente Wassereinsparungen können bereits im privaten Haushalt ansetzen. Hier sorgt der kompakte Strahlregler für Wasserhähne der deutschen Erfinder Hermann Grether und Christoph Weis für gewaltige Einsparungen - bis zu 50 %!


Video: Kann Europa seine Führungsrolle bei den erneuerbaren Energietechnologien bewahren?

Diese Frage beschäftigte eine Podiumsdiskussion beim Europäischen Patentforum des Europäischen Patentamts (EPA) im April 2010 in Madrid. Experten aus ganz Europa nahmen Stellung zu Themen wie internationaler Konkurrenz, aktuellen Problemen und Herausforderungen sowie der Rolle von Patenten zur Wahrung des Vorsprungs.

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