NANO Doku

Unser Energiehunger wächst rasant – Digitalisierung, Gaming, KI und Elektromobilität treiben den Bedarf ins Grenzenlose. Dennoch: Deutschland will ihn bis 2045 klimaneutral decken. Eine gewaltige Herausforderung, denn Prognosen zufolge wird sich der Stromverbrauch bis 2045 mehr als verdoppeln. Ab 2030 sollen etwa 80 Prozent davon aus erneuerbaren Quellen stammen. Eine Jahrhundertaufgabe, die neue Lösungen in Erzeugung und Speicherung verlangt. Stabile Strompreise und eine zukunftsfähige Energieversorgung unabhängig von riskanten Erdgas-, Erdöl- und Kohleimporten sind das Ziel. Kathrin Goldammer, Elektrotechnikerin und Leiterin des Reiner Lemoine Instituts in Berlin drängt: „Die Umsetzung muss deutlich beschleunigt werden.“ Man dürfe jetzt nicht an Tempo verlieren. Allein der Strombedarf von Rechenzentren für KI-Anwendungen und andere Digitalisierungsprojekte wird sich in den nächsten fünf Jahren weltweit auf mehr als 150 Terrawattstunden verdreifachen – so die Prognose der Internationalen Energieagentur. Auch wenn Ausbau und Umsetzung häufig noch vor erheblichen Hürden stehen ist Volker Quaschning, Professor für regenerative Energiesysteme zuversichtlich: „Rund 60 Prozent erneuerbare Energien haben wir schon bei der Stromversorgung. Die 100 Prozent sind greifbar.“ Dazu braucht es neben einer klaren Strategie visionäre Technologien und Forschung. Das Cleantech-Unternehmen Heliatek gewährt Einblicke in die Entwicklung innovativer, ultraleichter Solarfolien, die auf Gebäudefassaden oder sogar Zelten installiert werden können – ein Meilenstein für dezentrale und flexible Solarenergienutzung. Im Bereich der Energiespeicherung arbeitet das Start-up Batene bei der Forschung an einem neuartigen Metallvlies. Die neue Technologie macht Batterien leistungsfähiger und kostengünstiger. Ein interdisziplinäres Team der TU Darmstadt forscht an Alternativen für langfristige, netzunabhängige Speicher für erneuerbare Energien. Ihre revolutionäre Lösung: Eisen als Energiespeicher. Ein zukünftiger Gamechanger? (Text: 3sat)

Eine schöne Erinnerung, verbunden mit einer gewissen Wehmut, dass der Moment vorbei ist: Nostalgie kennen wir alle. Dieses Gefühl kann gut für die Gesundheit sein. Psychologie, Medizin und auch die Sozialwissenschaften haben in den letzten 20 Jahren die Nostalgieforschung entdeckt. Sie beobachten nicht nur, dass sie positiv auf die Psyche wirkt, sondern auch soziale Verbundenheit und Zugehörigkeit spüren lässt. „Nostalgie stellt einen Bezug von der Vergangenheit in die Zukunft her und erlaubt mir, das Gefühl, von Behütetsein und Eingebettetsein wachzurufen“, sagt der Neurowissenschaftler Tobias Esch von der Universität Witten/​Herdecke. „Und das ist in der Regel schmerzlindernd, angstlösend und beschützend.“ Dieser Effekt lässt sich auch im Alltag beobachten. So zeigt sich zum Beispiel in Krisenzeiten, dass Lieder, Filme und Serien, die uns nostalgisch stimmen oder Nostalgie transportieren, häufiger im Netz genutzt werden. Die Erinnerung an „die gute alte Zeit“ ist wie ein Anker in schwierigen Zeiten. Doch Nostalgie kann auch manipulieren. Die Werbung ruft diese Emotion bei Menschen gern und häufig hervor und verspricht sich davon bessere Verkaufszahlen. Politiker instrumentalisieren Nostalgie mit dem Ziel, kollektive Gefühlslagen zu steuern. Etwa, wenn Markus Söder behauptet, früher habe Leistung sich gelohnt und Frauen sich überall sicher fühlen können, doch „des is’ heut’ nimmer so“. Cornelia McCormick von der Klinik für Alterspsychiatrie und Kognitive Störungen an der Uniklinik Bonn untersucht, wie sich das autobiografische Gedächtnis bei Menschen mit Demenz im Hinblick auf das Empfinden von Nostalgie entscheidend verändert. Ihre Vermutung: Wenn sich im Gehirn keine inneren Erinnerungsbilder mehr erzeugen lassen, schreitet die Krankheit voran. (Text: 3sat)

Überraschende Erkenntnisse aus der Stoffwechselforschung: Warum manche Menschen trotz gesunder Ernährung zunehmen – und andere scheinbar mühelos schlank bleiben. Kalorien zählen, Bewegung, ausgewogene Ernährung – und trotzdem nehmen Millionen Menschen zu. Was läuft schief? Neue Forschung zeigt: Der Stoffwechsel gerät aus der Balance – gesteuert vom Gehirn, beeinflusst durch Hormone und überraschend aktivem Fett. Menschen mit Übergewicht haben nicht zwangsläufig einen trägen Stoffwechsel. Im Gegenteil: Manche verfügen über einen besonders sparsamen Energiehaushalt, ein evolutionärer Vorteil, der in Zeiten des Überflusses zum Nachteil wird. Der Endokrinologe Tim Hollstein erforscht, warum manche Menschen trotz vergleichbarer Ernährung und Bewegung deutlich mehr zunehmen als andere. Einige verbrennen Energie sofort – dank aktivem braunem Fett, das Wärme statt Polster erzeugt. Diese Erkenntnisse könnten den Weg zu neuen, individuell zugeschnittenen Therapien ebnen. Zwei moderne Stoffwechselkammern am Helmholtz-Institut der Universitätsmedizin Leipzig eröffnen neue Forschungsansätze, um den menschlichen Energiestoffwechsel präziser zu untersuchen. So ist es möglich, unterschiedliche Stoffwechseltypen direkt zu vergleichen und individuelle Empfehlungen zu geben. Auch das Gehirn rückt in den Fokus aktueller Forschung: Stephanie Kullmann vom Helmholtz-Institut an der Universität Tübingen interessiert sich dafür, wie Insulin auch dort als Taktgeber für den gesamten Stoffwechsel wirkt. Ihre Studien zeigen, dass ungesunde Ernährung die Insulinsensibilität im Gehirn verringert – lange bevor sich Übergewicht auf der Waage zeigt. Die Erkenntnis: Übergewicht beginnt bereits im Kopf. (Text: 3sat)

Was wir täglich wegspülen, steckt voller Ressourcen und Informationen. Mit Hightech holen Forschende aus dem Abwasser zurück, was verloren scheint: Energie, Rohstoffe und Wissen. Die Kläranlage der Zukunft ist Kraftwerk und Bioraffinerie zugleich. Sie erzeugt Strom und produziert Bioplastik, zudem gewinnt sie den äußerst knappen Nährstoff Phosphor aus Abwasser zurück. „nano“ geht auf eine wissenschaftliche Schatzsuche im Abwasser. Was tagtäglich durch unsere Kanalisation fließt, ist weit mehr als nur Abfall. Unser Abwasser ist eine komplexe Mischung aus Stoffen, in der sich wertvolle Ressourcen verbergen – Energie, Nährstoffe und sogar Informationen über unseren Alltag. Forschende weltweit versuchen, diesen Strom nutzbar zu machen. In Hamburg entsteht derzeit eine der modernsten Abwasserwärmepumpen Europas: Sie soll künftig bis zu 39.000 Haushalte mit Heizenergie versorgen. In Oberbayern gewinnt ein Unternehmen aus Klärschlamm wertvollen Phosphor zurück – einen Rohstoff, der für die Landwirtschaft unverzichtbar ist. Die Biotechnologin Yuemei Lin von der Technischen Universität Delft entdeckte im Klärschlamm ein natürliches Polymer, das sich zu biologisch abbaubarem Kunststoff verarbeiten lässt. Die Beispiele zeigen: Abwasser ist kein Abfallprodukt, sondern Teil mehrerer essentieller Rohstoffkreisläufe – ein Schlüssel für Energiewende, Ressourcenschutz und nachhaltiges Wirtschaften. (Text: 3sat)