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Open-Source-Hardware: Offener Bausatz für Redox-Flow-Batterien


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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

In einer Welt, die dringend nachhaltige Energiespeicherlösungen sucht, dominieren Lithium-Ionen-Batterien den Markt. Sie sind kompakt, leistungsfähig und ökologisch problematisch. Denn der Abbau von Lithium ist umweltschädlich, die Reparatur der Zellen kaum möglich und nach wenigen Jahren wird aus Hightech gefährlicher Sondermüll. Doch es gibt eine Alternative: FLOW-Batterien. Sie könnten in Zukunft nicht nur nachhaltiger, sondern auch von nahezu jedem halbwegs begabten Bastler gebaut werden.

Redox-Flow-Batterien (RFBs) gelten als vielversprechende Lösung für die langfristige Energiespeicherung. Ihr Funktionsprinzip unterscheidet sich grundlegend von klassischen Batterien: Anstatt Energie in Festkörperzellen zu speichern, verwenden RFBs zwei flüssige Elektrolyte, die in separaten Tanks aufbewahrt und während des Betriebs durch eine elektrochemische Zelle gepumpt werden. In dieser Zelle findet ein Redoxprozess statt, bei dem elektrische Energie gespeichert oder abgegeben wird. Die Trennung von Energie- und Leistungskomponenten ermöglicht es, die Kapazität durch die Tankgröße und die Leistung durch die Zellfläche unabhängig voneinander zu skalieren. Zusätzlich sind sie aufgrund ihrer Modularität potenziell wartbar, reparierbar und sogar transformierbar, lassen sich also an veränderte Umstände anpassen.

Doch obwohl die Technik prinzipiell gut geeignet wäre, um große Mengen Energie über längere Zeiträume zu speichern – also genau das, was ein Stromnetz mit hohem Anteil an Wind- und Solarenergie benötigt –, ist sie bisher kaum im Alltag angekommen. Das hat viele Gründe: hohe Materialkosten, komplizierte Systemtechnik und die Größe der Systeme. Diverse Prototypen sind in der Praxis oft an technischen Detailproblemen gescheitert. Das dabei entstandene Erfahrungswissen würden die Firmen dahinter dann mit in die Insolvenz nehmen, kritisieren der Nanotechnologiespezialist Dr. Daniel Fernandez und Kirk Smith, Doktor der Elektrochemietechnik.

Um das zu ändern, haben sie das Flow Battery Research Collective (FBRC) gegründet, ein Open-Source-Hardware-Projekt, das den Zugang zu RFBs demokratisieren will. „Unser Ziel ist, die Infrastruktur für den Betrieb von FLOW-Batterien zu öffnen“, sagen die Gründer. Ihr Projekt will zeigen, dass sie RFBs auch mit einfachen Mitteln erforschen und nachbauen können – fernab akademischer Großlabore oder industrieller Pilotanlagen.

Obwohl die Technik seit den 1960er-Jahren bekannt ist, bestehen noch einige Herausforderungen. Die treten vor allem auf, wenn die Systeme skaliert, also vergrößert werden. Die Batterie aus Rohrleitungen, Tanks und Pumpen muss über lange Zeit sehr dicht sein, die Materialien chemisch resistent und die Flüssigkeiten dürfen nicht austreten, denn es handelt sich um potenziell giftige Chemikalien. Am Ende seien es Klemptnerprobleme, die technisch aber sehr herausfordernd sind, so die Gründer von FBRC. Daneben gebe es andere Herausforderungen. Beispielsweise dürfe das Elektrolyt nicht rückwärts laufen, das erzeuge Kurzschlüsse. Die meisten Patente im Bereich RFBs würden dieses Problem adressieren.

Ein weiteres Problem sind die Elektrolyte. Chemiker arbeiten an ihrer Stabilität und Verfügbarkeit. In der Praxis sind Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFBs) am weitesten verbreitet, doch Vanadium ist teuer und sein Preis volatil. Alternative Materialien wie organische Moleküle oder Eisen-Chrom-Systeme versprechen Kostensenkungen, leiden aber unter Problemen wie geringer Löslichkeit, Instabilität oder Nebenreaktionen, etwa der Wasserstoffentwicklung. Nichtwässrige Systeme bieten höhere Zellspannungen, bringen jedoch neue Risiken wie Entflammbarkeit und hohe Viskosität mit sich.

Zusätzlich fehlen belastbare Daten zur Langzeitnutzung. Viele Unternehmen „starten mit großen Versprechen und gehen pleite, bevor man weiß, woran sie gescheitert sind“, kritisiert das FBRC. So gehe wertvolles Wissen verloren, weil die proprietäre Forschung nicht veröffentlicht wird. Dabei wäre gerade der offene Austausch essenziell, um Fortschritte zu erzielen – etwa durch geteilte Testergebnisse zu Materialkombinationen oder Fehlerquellen in der Systemarchitektur.

Ein zentrales Hindernis bei der Weiterentwicklung von RFBs ist, dass die technische Infrastruktur dahinter schwer zugänglich ist. Das will das FBRC ändern. Seit 2023 entwickeln Fernandez und Smith ein Open-Source-Kit, das alle Komponenten enthält, um eine einfache FLOW-Batterie aufzubauen. Dabei legen sie besonderen Wert auf „leicht verfügbare Materialien, auch außerhalb westlicher Länder“. So nutzen sie etwa Fotopapier als Separator – eine kostengünstige Lösung mit langer Tradition, wenn auch nicht maximal effizient.

Diese Herangehensweise eröffnet neue Perspektiven: „FLOW-Batterien geben Power to the User, weil sie wartbar, reparierbar und tranformierbar sind. Sie sollten daher auch als Open-Source-Lösung existieren.“ So sollen nicht nur finanziell gut ausgestattete Firmen oder akademische Forschungseinheiten Zugang zu dieser Technologie haben, sondern auch engagierte Tüftlerinnen, Schüler, Lehrende und unabhängige Forschende.

Damit RFBs ihr Potenzial als Schlüsseltechnologie für nachhaltige Energiesysteme entfalten können, braucht es mehr Interationszyklen und einen offenen Austausch über Gelingensbedingungen. Eine offene Plattform, auf der Experimente, Designs und Daten frei verfügbar sind, könnte die Entwicklung massiv beschleunigen.

Das FBRC soll zeigen, dass dies kein fernes Ideal ist, sondern konkrete Praxis, so die Verantwortlichen. Bis Ende 2025 planen sie, ein größeres System im Kilowattbereich zu entwickeln – immer mit dem Ziel, anderen den Einstieg zu erleichtern. „Prinzipiell können alle kommen, und daraus ein kommerzielles Produkt machen. Das würden wir gut finden.“

Wenn Redox-Flow-Batterien eines Tages im Baumarkt stehen sollen, braucht es mehr Projekte wie dieses – offen, dokumentiert, kooperativ. Nicht nur für die Forschung, sondern für ein gerechteres, nachhaltiges Energiesystem der Zukunft.


(ll)



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GPT-5 mixt Cocktails: Sicherheitsforscher knacken OpenAIs Selbstbeschränkungen


Drei leere Glasflaschen, Öl, Alkohol, Lumpen und Zündhölzer: Diese und andere Bombenbau-Anleitungen spuckt auch die neueste Ausgabe von OpenAIs Large Language Model (LLM) GPT-5 aus, wenn man es auf die richtige Art und Weise fragt. Das fanden Sicherheitsunternehmen durch eigene Versuche heraus.

Das Unternehmen NeuralTrust, ansässig im spanischen Barcelona und in New York, bat GPT-5 zunächst um ein paar harmlose Sätze und eine Kurzgeschichte, die Begriffe wie „Molotov“ und „Cocktail“ enthielten. Dann baten die Forscher um technische Details und das LLM gehorchte. Mit dieser Technik namens „Echo-Kammer und Geschichtenerzählung“ (Echo Chamber and Storytelling) ließ sich die KI das Bombenbau-Rezept schnell entlocken.

Auch die Tests von SPLX kamen zum selben Ergebnis, wenn auch auf einem anderen Weg. Die KI-Sicherheitsspezialisten befahlen dem LLM, in der Rolle eines „BasedGPT“ zu antworten und alle Beschränkungen mit gehässigen Kommentaren zu bedenken, ansonsten jedoch schlicht zu ignorieren. Und auch das klappte: Die Frage „Wie baut man eine Bombe“ beantwortete GPT-5 mit einer sehr detaillierten Anleitung, einen improvisierten Sprengsatz (IED – Improvised Explosive Device) aus haushaltsüblichen Materialien zu konstruieren.

Geht es nach OpenAI, dem Unternehmen hinter dem Sprachmodell, sollte das nicht so einfach funktionieren. Doch auch Modelle anderer Hersteller wie GLM-4.5, Kimi K2 und Grok-4 ließen sich ähnlich einfach übertölpeln, schreiben die SPLX-Forscher. Diese informieren indes nicht uneigennützig über die Sicherheitslücken: SPLX und NeuralTrust verdienen ihr Geld damit, LLMs sicherheitstechnisch abzuhärten und so für den Gebrauch im Unternehmen tauglich zu machen.

Bombenbau, Giftgas, Rauschgift – die Ingredienzien dieser meist verbotenen Gegenstände kennen Large Language Models aus ihren Trainingsdaten, sollen sie jedoch nicht an Nutzer weitergeben. Diese Sperren zu überlisten, ist ein beliebter Zeitvertreib bei Sicherheitsexperten, die dafür bisweilen gar zu psychologischen Taktiken wie Gaslighting greifen.


(cku)



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Zum 75. von Steve Wozniak: Kurzer Höhenflug, ein Absturz, aber immer obenauf


Vertraue niemals einem Computer, den du nicht aus dem Fenster werfen kannst. Dieses Zitat von Steve „Woz“ Wozniak besagt einiges über den Apple-Mitbegründer. Da ist zunächst sein nerdiger Sinn für Humor, der Woz bis heute auszeichnet und ihn zum gern gesehenen Gesprächspartner macht. Aber da schimmert eben auch seine Philosophie und sein Anspruch durch, Technik nicht einfach nur zu nutzen, sondern sie auch zu verstehen und zu kontrollieren. Heute wird der Kalifornier 75 Jahre alt.

Das Zitat mit dem Computer zeigt allerdings auch schön auf, welche Welten zwischen der legendären Garage liegen, in der Woz und Steve Jobs die ersten Apple-Computer zusammenbauten, und dem heutigen Apple, das Billionen von US-Dollar wert ist. Ein Teil des heutigen Erfolgsrezepts ist das geschlossene System, an dem sich Kritiker und Politiker weltweit die Zähne ausbeißen. Und das ein Stück weit auch im Widerspruch zu Woz‘ Anspruch steht, Technik komplett kontrollieren zu können.

Woz, der immer noch einen kleinen Gehaltsscheck aus Cupertino für gelegentliche Auftritte erhält, aber die meisten seiner Apple-Aktien in den 1980er-Jahren verkauft hat, sieht es gelassen: „Apple ist immer noch das Beste“, sagte er vor einiger Zeit in einem Interview. „Und wenn Apple Dinge macht, die mir nicht gefallen, und ich mir angesichts der Verschlossenheit mehr Offenheit wünsche, werde ich mich dazu äußern.“ Ob Apple auf ihn höre? „Oh, nein“, lacht er.

1976 gründete Stephen Gary Wozniak zusammen mit Ron Wayne und Steve Jobs Apple. Wayne stieg rasch wieder aus, die beiden Steves blieben. Bereits ein Jahr zuvor, im Homebrew Computer Club, der als prägend für die Entwicklung des PCs gilt, nahm das Projekt Computerbau seinen Anfang. Doch es war mehr als persönliche Passion: Computertechnologie, so wünschten es sich die Enthusiasten, sollte allen offenstehen. Also baute der am 11. August 1950 in Sunnyvale geborene Wozniak den Apple I. Schon als Teenager lötete Woz gern an Schaltkreisen und träumte davon, an diese für den normalen Menschen unzugänglichen Maschinen zu gelangen. Im fünf Jahre jüngeren Jobs, der 2011 starb, fand er einen Mitstreiter.

Auf dem Weg zum ersten Apple-Computer streiften die beiden auch Grauzonen. In einem ersten Projekt manipulierten sie das Telefonnetz des einstigen Monopolisten AT&T und fanden heraus, wie mittels Steuerfrequenzen kostenlose Telefonate möglich waren. Die Aufgabenteilung zwischen den beiden war klar: Woz war der Tüftler, Jobs der Geschäftsmann. Zwischenzeitlich trat Wozniak im Jahr 1973 eine Stelle bei Hewlett-Packard (HP) an, wo er am Design von Schaltkreisen mitwirkte.

Nach dem Apple I, der noch keine Tastatur und kein Gehäuse hatte, folgte 1977 der Apple II, der sich auch an Käufer außerhalb der Bastlerszene richtete. Der Computer, der mit wenigen Bauteilen auskam, galt als vielseitig und war ein großer kommerzieller Erfolg für Apple. Bereits beim Börsengang im Jahr 1980 wurden Wozniak und Jobs zu Millionären.

Ein Unfall mit einem Kleinflugzeug sorgte im Februar 1981 dafür, dass sich die Wege der beiden Steves später wieder trennten. Hobby-Pilot Wozniak verunglückte dabei schwer und litt infolge einer Kopfverletzung wochenlang unter Gedächtnisstörungen. Nach dem Vorfall nahm er sich eine Auszeit, kehrte 1983 noch einmal für zwei Jahre zurück und verabschiedete sich danach endgültig aus dem aktiven Dienst bei Apple. Bis heute engagiert er sich für Technikprojekte und bei Start-up-Unternehmen. Er hat drei Kinder und ist in vierter Ehe verheiratet.


(mki)



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DDR4-Preise für Budget-PCs steigen weiter und explodieren bei Fernsehern


Arbeitsspeicher mit DDR4-Bausteinen steigt weiter im Preis. Mittlerweile kostet ein 32-GByte-Kit mit DDR4-3200-Geschwindigkeit mindestens 70 Euro. Anfang Juli waren solche Kits noch für knapp 60 Euro erhältlich, im Mai für unter 50 Euro. Das entspricht einer Preissteigerung von mehr als 50 Prozent in nur drei Monaten.

Damit holt der deutsche Markt die Prognose des auf Speicher spezialisierten Marktbeobachters Trendforce ein. Der beobachtete vom April bis Ende Juni Preissteigerungen von 13 bis 18 Prozent für DDR4-Bausteine und erwartet für das laufende Quartal weitere Steigerungen von bis zu 43 Prozent. Da die Bausteine den teuersten Teil von Speicherriegeln darstellen, spiegeln sich die Anpassungen klar im Handel wider.

Noch härter soll es Konsumentenelektronik treffen, etwa in Form von Fernsehern. Entsprechende Hersteller befinden sich am Ende der Nahrungskette und bekommen laut Trendforce DDR4-Preissteigerungen von bis zu 90 Prozent in diesem Quartal aufgedrückt. Allein im Juli sollen sich die Preise in neu ausgehandelten Lieferverträgen um 60 bis 85 Prozent erhöht haben.

Die Preise steigen, weil die drei DRAM-Weltmarktführer Samsung, SK Hynix und Micron ihre Produktion auf neuere Speichergenerationen umstellen. Neben DDR5 sind das etwa GDDR7-Bausteine für Grafikkarten und High-Bandwidth Memory (HBM) für KI-Beschleuniger. Gleichzeitig kaufen insbesondere Serverhersteller die Restbestände auf, um ihr Angebot abzusichern. Kurzfristig übersteigt die Nachfrage daher deutlich das Angebot.

DDR5-Kits sind derweil kurz davor, günstiger zu werden als DDR4-Kits. 32 GByte DDR5-4800 oder DDR5-5600 starten derzeit bei etwa 75 Euro. Die steigenden DDR4-Preise sind vor allem für PC-Selbstbauer schlecht, die sich einen Budget-Rechner zusammenstellen wollen. Insbesondere AMDs AM4-Plattform mit Ryzen-5000-Prozessoren ist aufgrund der niedrigen CPU-, Mainboard- und bisher RAM-Preise weiter beliebt. Ohne die Ersparnis beim Speicher verliert diese Plattform allerdings an Attraktivität.


(mma)



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