Der überwiegende Teil aller Fahrzeuge legt pro Tag weniger als 50 km zurück. Dafür eignen sich Elektrofahrzeuge besonders gut, denn diese nutzen die erneuerbare Energie am effizientesten. Die Empa forscht zurzeit an induktiven und dynamischen Ladesystemen, die ein kabelloses Laden von Elektrofahrzeugen erlauben. Gleichzeitig untersuchen Forschende, wie mit neuartigen, stationären Flüssigsalzbatterien, die Verfügbarkeit von erneuerbarer Elektrizität für die Mobilität erhöht werden kann.

Wasserstoff eignet sich im Mobilitätsbereich vor allem für den Einsatz in Langstreckenfahrzeugen wie etwa LKWs. Eine Brennstoffzelle wandelt im Fahrzeug den mitgeführten Wasserstoff in Strom um, mit dem ein Elektromotor angetrieben wird. Wasserstofffahrzeuge sind also eigentlich Elektrofahrzeuge. Im Mobilitätsdemonstrator "move" wird seit 2015 Wasserstoff aus erneuerbarer Energie produziert. Gemeinsam mit der Migros ist zudem ein Software-Tool entstanden, das Logistikkonzernen weltweit helfen soll, ihre Flotten auf erneuerbare Treibstoffe wie Wasserstoff umzustellen. Wie das funktioniert und wie ein Wasserstoff-LKW aus der Nähe aussieht, erfahren Sie hier.

Aus erneuerbar erzeugtem Wasserstoff und CO2 aus der Atmosphäre lassen sich synthetische Treibstoffe – sogenannte Synfuels – herstellen, die in konventionellen Fahrzeugen genutzt werden können. Das CO2, das beim Verbrennen des Treibstoffs entsteht, ist dasselbe, das vorgängig zur Herstellung der Synfuels der Atmosphäre entnommen wurde – es bleibt also im Kreislauf. Im move wird überschüssige erneuerbare Energie genutzt, um in einem Elektrolyseverfahren Wasserstoff herzustellen. Eine sogenannte "Direct-Air-Capture"-Anlage filtert vor Ort CO2 aus der Umgebungsluft. In einem anschliessenden Methanisierungsprozess lässt sich daraus synthetisches Methan generieren.

Um das Klimaziel "Netto Null" zu erreichen, sind Prozesse und Technologien nötig, die eine negative CO2-Bilanz aufweisen. Während bei der Herstellung und Nutzung von synthetischem Methan das Treibhausgas CO2 im Kreislauf gehalten wird, arbeiten Forschende der Empa im Rahmen der Initiative "Mining the atmosphere" bereits daran, den Kohlenstoff dauerhaft der Atmosphäre zu entziehen. Möglich wird das, wenn das mit erneuerbarer Energie hergestellte synthetische Methan einem weiteren Umwandlungsschritt unterzogen wird – der sogenannten Pyrolyse. Dabei handelt es sich um einen Verkohlungsprozess, dessen Resultat wiederum Wasserstoff und Kohlenstoff – diesmal in Pulverform – ist. Gelingt es nun, diesen festen Kohlenstoff beispielsweise in Baumaterialien wie Beton oder Asphalt zu integrieren, ist er dauerhaft gebunden und gelangt nicht mehr zurück in die Atmosphäre. 

Am Infopoint erfahren Besuchende wie NEST die übergeordneten Themen "digitales Bauen", "Kreislaufwirtschat" und bald auch "Mining the Atmosphere" konkret umsetzt und welche Prozesse den Weg von einer Idee zum fertigen Bauprojekt kennzeichnen. Zu diesen komplexen Vorgängen geben unsere Experten Auskunft aus erster Hand. Verschiedene innovative und kreislauffähige Materialien warten darauf entdeckt zu werden und wer gleich selbst Hand anlegen möchte, kann damit sein eigenes Gebäude modellieren. Mehrere Stationen im Erdgeschoss laden dazu ein, selbst eine virtuelle Tour durch NEST zu unternehmen und so Einblick in die bisherigen Projekte zu erhalten. Auf verschiedenen Führungen können Interessierte zudem die neusten Units begehen, die Platzzahl ist beschränkt. Bitte hier anmelden.

Mit jeder neu erstellten Unit wandelt sich NEST weiter – Frisch eröffnet sind aktuell zwei neue Gebäudeteile, die NEST-Unit STEP2 und der DroneHub. Mit der Unit Beyond Zero wird NEST um ein weiteres visionäres Fokus Thema erweitert: CO2-negatives Bauen. Die Empa-Forschenden und involvierten Partner befinden sich mitten im Planungsprozess. 

Auf dem Weg zu einer CO2-neutralen Gesellschaft spielen sogenannte negative Emissionstechnologien (NET) – also Verfahren, die CO2 speichern, anstatt es auszustossen – eine zentrale Rolle. In Zusammenhang mit der Forschungsinitiative "Mining the Atmosphere", soll die NEST Unit Beyond Zero aufzeigen, inwiefern mit Materialien gebaut werden kann, die verfestigten Kohlenstoff enthalten, CO2 aus der Luft aufnehmen oder auf Lehm basieren und so insgesamt eine neutrale oder negative CO2-Bilanz aufweisen. Es soll nachhaltig in den Kohlenstoffkreislauf eingegriffen werden, indem der Kohlenstoff aus der Atmosphäre mit Hilfe chemischer Umwandlungsprozesse langfristig in Infrastruktur gespeichert wird: seien es Gebäude, Brücken oder Strassen.

Um bereits heute in das visionäre Thema der Unit einzutauchen, steht Besuchenden die Beyond Zero-Garage offen: hier kann man selbst Beton giessen, mit lehmbasierten Materialien bauen und verschiedene Dämmstoffe aus Kohlenstoff kennenlernen.

Der Austausch und die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine wird in Zukunft immer grössere Bedeutung erlangen. Als verhältnismässig kleine und flexibel einsetzbare Flugobjekte, bieten Drohnen ein grosses Potenzial, Arbeiten zu übernehmen, die für den Menschen gefährlich sind und Messdaten von Orten zu liefern, zu denen der Zugang erschwert ist. Innerhalb des DroneHub untersuchen Forschende insbesondere, inwiefern Drohnen künftig aus der Luft Bau- und Wartungsarbeiten ausführen könnten und inwiefern sie sich in unser Ökosystem integrieren lassen.

Am Infopoint können sich Besuchende mittels VR-Brille selbst auf einen Drohnenflug begeben und an-hand eines Ausstellungsmodells nachvollziehen, wie gross und filigran eine solche Konstruktionsdrohne ist. Weitere Aktivitäten im Zusammenhang mit Drohnen, die aus der Luft Material drucken oder durch brennende Gebäude fliegen können, finden in der Flight Arena auf dem Empa Campus statt.

Frisch eröffnet, demonstriert die NEST-Unit STEP2 das Resultat einer konsequenten Zusammenarbeit zwi-schen Wirtschaft und Forschung, vom Design bis zum Bau. Hier finden die zwei Fokusthemen "digitale Fabrikation" und "Kreislaufwirtschaft" zusammen, wobei innovative Produkte entstanden sind, die sich nun am Markt behaupten sollen. Weshalb sich der Bau von STEP2 grundlegend von bisherigen Projekten unterschieden hat, erläutern unsere Experten vor Ort. Wer die neue Unit live erleben will, kann auf einer Führung selbst einen Fuss in STEP2 setzen.