An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 0,2 g. (Bild: Hüthig)
Herzlich willkommen zur brandneuen Rubrik „Die Zahl der Woche", in der wir jede Woche einen Blick auf die faszinierende Welt der Elektronikzahlen werfen. In der heutigen digitalen Ära durchdringt die Elektronik nahezu jeden Aspekt unseres Lebens. Doch wie viel wissen wir wirklich über die Zahlen, die hinter den neuesten Technologien stecken? Genau das möchten wir hier mit Ihnen gemeinsam erkunden!
Unsere "Zahl der Woche" wird Sie nicht nur mit interessanten Fakten überraschen, sondern auch mit einem tiefen Einblick in die Technologien, die unseren Alltag prägen. Doch nicht nur die großen Entwicklungen stehen im Rampenlicht. Wir werden auch alltägliche Zahlen beleuchten, die oft übersehen werden, aber dennoch eine immense Bedeutung haben.
Unser Ziel ist es, die Begeisterung für Elektronik mit Ihnen zu teilen und ein besseres Verständnis für die Technologien zu schaffen, die unser Leben so sehr bereichern. Wir möchten Sie inspirieren und ermutigen, die Welt der Elektronik mit neuen Augen zu betrachten. Wir freuen uns darauf, Sie in die Welt der Elektronikzahlen einzuführen und gemeinsam zu staunen!
Die Zahlen der Woche vom 25.09.2023: 0,2 g
Nahezu jeder nutzt Sie und ohne kommt man fast nicht mehr aus: die Suchanfrage bei einer Suchmaschine. Die Auswirkungen auf die Umwelt sieht man aber nicht direkt, aber jedes Mal, wenn die Entertaste gedrückt wird, entsteht CO2. Nach Angaben von Google aus dem Jahr 2019 ein CO2-Fußabdruck von 0,2 g pro Suchanfrage.
Google versucht mit verschiedenen Mitteln den CO2-Ausstoß zu verringern und konnte die Menge von rund 13,6 Millionen Tonnen (2018) auf 10,3 Millionen Tonnen (2023) verringern. Der Techkonzern setzt dazu auf drei Prinzipien:
- Carbon Reduction: Reduzierung der Emissionen in Geschäftstätigkeit und Wertschöpfungskette
- Carbon-free Energy: Förderung von kohlenstofffreier Energie
- Carbon Removals: Reduzierung der Restemissionen durch Kohlenstoffabbau
In Anbetracht aktueller und künftiger Entwicklungen hinsichtlich KI und steigender Zahl an Suchanfragen, sind diese Maßnahmen auch notwendig, um den CO2-Ausstoß unter Kontrolle zu halten.
Die Zahlen der Woche vom 18.09.2023: 0,956 und 2.573
Auf der Suche nach der Zahl der Woche sind uns gleich zwei Kandidaten ins Auge gefallen, die beide einen Rekord aufgestellt haben. Da wir uns nicht entscheiden konnte, haben wir einfach beide aufgenommen. Den Anfang macht die 2573, wobei es in diesem Fall um gefahren Kilometer mit einem E-Auto geht. Das klingt erstmal nicht so spannend, allerdings ist dies der TU München mit nur einer Akkuladung gelungen! Mit ihrem modifizierten Elektroauto „muc022“ stellte das TUfast Eco Team damit einen Guinness-Weltrekord auf. Durch eine verbesserte Aerodynamik, Leichtbau und einen größeren Akku von 15,5 Kilowattstunden erreichten sie diese Reichweite.Wie lange der Versuch dauerte und wie sich das Team vor schlechtem Wetter schützte.
Einen weiteren Rekord stellten Studierende der ETH Zürich und der Hochschule Luzern auf. Ihr selbstgebauter Elektrorennwagen Mythen beschleunigte in nur 0,956 Sekunden und 12,3 Metern von 0 auf 100 km/h. Dabei mussten sie unter anderem Probleme mit der Aerodynamik lösen. Wie ihnen das gelang und wie schwer das Auto am Ende noch war, lesen Sie im ausführlichen Beitrag.
Die Zahl der Woche vom 11.09.2023: 205
Gleich mehrere Zahlen spielen diese Woche eine Rolle, allerdings gebührt dem Cyber 205 das Rampenlicht. So hieß hieß der erste Supercomputer, den die damalige Universität Karlsruhe (heute KIT) 1983 anschaffte. Er hatte eine Rechenleistung von bis zu 800 MegaFLOPS. Zum Vergleich: Die Leistung eines heutigen Durchschnitts-PCs bemisst sich bereits in GigaFLOPS, also tausendmal mehr. Der aktuelle „Hochleistungsrechner Karlsruhe“ (HoreKa) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) bringt es sogar auf 17 PetaFLOPS, was der Leistung von mehr als 150 000 Laptops oder rund 21 Millionen Anlagen vom Typ Cyber 205 entspricht. Bei seiner Inbetriebnahme Mitte 2021 gehörte HoreKa – der aktuelle Supercomputer des KIT – zu den 15 leistungsfähigsten Rechnern Europas und landete auf Platz 52 der Liste der 500 schnellsten Rechner der Welt (Top 500). Platz 1 der Top 500 ist der Frontier am Oak Ridge National Laboratory. Er bringt es in der Spitze (Rpeak) auf 1679,82 PFlop/s.
Am Donnerstag, 14. September 2023, feiert das KIT 40 Jahre Hochleistungsrechnen in Karlsruhe.
Ein Flop in Bezug auf die Leistung eines Computers bezieht sich auf die Anzahl der Floating-Point-Operationen pro Sekunde (FLOPS), die ein Computer ausführen kann. Rechenoperation, mit Gleitkommazahlen werden benötigt, um mit gebrochenen Zahlen oder Zahlen in größeren Zahlenräumen rechnen zu können. FLOPS ist eine Maßeinheit, die verwendet wird, um die Leistungsfähigkeit eines Computers zu messen, insbesondere in Bereichen, die Floating-Point-Berechnungen erfordern, wie z.B. wissenschaftliche Berechnungen. Je höher die Anzahl der FLOPS, desto schneller und leistungsfähiger ist der Computer.
Die Zahl der Woche vom 04.09.2023: 3,14159265358979323846...
Die Kreiszahl Pi ist eine faszinierende mathematische Konstante die in vielen Anwendungen eine Rolle spielt. Ihr Wert wurde im Laufe von Jahrhunderten immer genauer berechnet. Heute wird er oft auf 3,14159 gerundet und ist in Mathematik, Naturwissenschaften und Technik weit verbreitet. Ein Ende ist jedoch noch nicht in Sicht und sie bleibt ein grundlegendes Element unseres Verständnisses der Welt um uns herum. Pi ist nicht nur in der Wissenschaft von Bedeutung, sondern zeigt auch, wie Mathematik und Alltag miteinander verflochten sind.
Die Geschichte von Pi reicht weit zurück. Bereits in der Antike befassten sich griechische Mathematiker wie Archimedes mit der näherungsweisen Bestimmung des Wertes von Pi. Im Laufe der Jahrhunderte wurden immer präzisere Annäherungswerte gefunden und im 19. Jahrhundert wurde Pi sogar auf Millionen von Dezimalstellen berechnet.
Die Begeisterung für die Kreiszahl Pi ist weit verbreitet und reicht über alle Altersgruppen und Bildungsstufen hinweg. Schon in der Grundschule lernen Schülerinnen und Schüler die Bedeutung von Pi und wie man es in einfachen Berechnungen anwendet. Fakt am Rande: Jedes Jahr am 14.3. wird der Pi-Day gefeiert. Das Datum wurde gewählt, weil in den USA das Datum 3/14 geschrieben wird und die ersten drei Ziffern von π ebenso 3,14 sind.
Karriere in der Elektronik: Welche Möglichkeiten es gibt und was sich verdienen lässt
Entdecke die Welt der Elektronikkarriere! Für Berufsanfänger bieten sich vielfältige Chancen: Unser neuer Schwerpunkt zum Thema Karriere informiert über attraktive Berufsbilder, Bildungsmöglichkeiten, und Aufstiegsmöglichkeiten in der Elektronikbranche. Unsere umfassende Seite gibt wertvolle Einblicke und hilfreiche Ratschläge, um deine Karriere in der Elektronik erfolgreich zu starten. Egal ob du Interesse an der Elektronikentwicklung, der Systemintegration oder der Forschung hast, hier findest du die Informationen, die du benötigst, um in diesem dynamischen und zukunftsorientierten Bereich durchzustarten.
Die Zahl der Woche vom 28.08.2023: 37.600
Im Jahr 2022 befanden sich an den Hochschulen in Deutschland 205.300 Personen in einem laufenden Promotionsverfahren - rund 2 % mehr als im Vorjahr. Davon waren 37.600 (18 %) Studierende auf dem Weg zum Dr.-Ing. Damit lagen die Ingenieurwissenschaften mit auf Rang 3 nach Humanmedizin/Gesundheitswissenschaften (26 %) und Mathematik/Naturwissenschaften (23 %), so das Statistische Bundesamt Destatis. Mit vier von fünf Promovierenden (78 %) lag der Männeranteil in der Fächergruppe Ingenieurwissenschaften am höchsten und deutlich über dem Durchschnitt aller Fächer (52 %). Das Durchschnittsalter der Promovierenden betrug 30,3 Jahre, bei männlichen Promovierenden lag es mit 30,7 Jahren fast ein Jahr höher als das von weiblichen Promovierenden mit 29,9 Jahren. Mit jeweils 4 % der Promovierenden in Deutschland führten vier Hochschulen 2022 die Liste mit den meisten laufenden Promotionsvorhaben an: die Ludwig-Maximilians-Universität München und die Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg (mit jeweils 8.900 Personen), die Technische Universität München (8.500) und die RTHW Aachen (7.300).
Die Zahl der Woche vom 21.08.2023: 4·109 A/cm²
Das ist die theoretisch mögliche Stromdichte, die Carbon Nanotubes (CNTs) transportieren können. Sie liegt drei Größenordnungen über der von Kupfer. Für Kupfer liegt aufgrund von Elektromigration eine Grenze bei etwa 106 A/cm². Bei der Elektromigration verursacht der Stromfluss ein „Mitreißen“ von Kupferatomen, die dann irgendwo im Leiter wieder abgelagert werden. So können Löcher und Kurzschlüsse entstehen. Aber CNNTs haben noch andere Vorteile: Sie haben eine sehr hohe Zugfestigkeit, eine hohe thermische Leitfähigkeit und einen kleinen Temperaturkoeffizienten.
Ein zukünftiger Markt für CNTs könnte in der Energiespeicherung liegen. Sie dienen als leitfähiges Additiv für beide Batterieelektroden. Schon ein geringer CNT-Anteil kann die Energiedichte deutlich steigern. Natürlich sorgen sie für eine bessere Leitfähigkeit, aber auch ihre mechanischen Eigenschaften sind wichtig. Sie ermöglichen eine bessere Verankerung, sodass sich dickere Elektroden realisieren lassen. Auch steigt der Temperaturbereich für den Energiespeicher. Dies alles erhöht die Lebensdauer der Batterie deutlich.
Was sind Carbon Nanotubes?
Carbon Nanotubes (CNTs) sind lange, röhrenförmige Moleküle, die aus einzelnen Schichten von Kohlenstoffatomen bestehen. Sie sind eines der Allotrope des Kohlenstoffs, zusammen mit Graphit, Diamant und Fullerenen. Sie haben eine hervorragende Zugfestigkeit, eine hohe elektrische sowie Wärmeleitfähigkeit und sind zudem sehr leicht.
Aufgrund dieser Eigenschaften lassen sie sich in verschiedenen Gebieten einsetzen:
- Elektronik: CNTs können zur Herstellung von Transistoren, Batterien und anderen elektronischen Geräten verwendet werden.
- Verbundwerkstoffe: CNTs können zu anderen Werkstoffen hinzugefügt werden, um deren Festigkeit, Leitfähigkeit und andere Eigenschaften zu verbessern.
- Medizin: CNTs können zur Medikamentenverabreichung, zur Herstellung von Sensoren und zur Reparatur beschädigter Gewebe verwendet werden.
- Energie: CNTs können zur Energiespeicherung, zur Stromerzeugung und zur Kraftstoffherstellung verwendet werden.
Die Zahl der Woche vom 14.08.2023: 120 MJ/kg
So hoch kann die Energiedichte von Wasserstoff sein. Er hat damit die höchste Energiedichte aller Kraftstoffe. Gleichzeitig hat Wasserstoff eine sehr niedrige Dichte von nur 0,08375 kg/Nm³ bei normalen Temperatur- und Druckbedingungen (NTP, 20 °C, 1,01325 bar = 1 atm). Als das leichteste bekannte Gas nimmt ein Kilogramm Wasserstoff ein wesentlich größeres Volumen ein als jedes andere Gas, was zu einer äußerst niedrigen volumetrischen Energiedichte von etwa 0,01 MJ/L bei NTP führt.
Eine der größten Herausforderungen bei Wasserstoff ist, trotz seiner attraktiven Energieeigenschaften, die schwierige Lagerung und der Transport. Wegen der geringen Dichte von Wasserstoff müssen große Mengen des Gases auf hohe Drücke komprimiert oder bei kryogenen Temperaturen verflüssigt werden, um ausreichende Mengen zu speichern. Der Großteil des heute gespeicherten und transportierten Wasserstoffs wird unter Druck oder in verflüssigter Form gelagert. Die dafür notwendigen Drücke liegen bei 100 bis 700 bar, die Temperaturen entsprechen dem Siedepunkt des Gase bei -253 °C.
Die Zahl der Woche vom 07.08.2023: 29.562.346.600
29.562.346.600 Euro: So hoch etwa sind die Investitionen im Halbleiterbereich 2023, über die wir auf all-electronics berichtet haben. Diese Zahl umfasst Investitionen in den Bau von neuen Fertigungsanlagen und die Erweiterung von bereits bestehenden Produktionsanlagen. Hinzu kommen noch Kooperationen verschiedener Unternehmen, oftmals aus dem Automotive-Bereich, mit Halbleiterherstellern. Hierzu zählen etwa:
- Bosch investiert in Testzentrum in Malysia
- Analog Devices baut Fab in Oregon aus
- Vitesco sichert sich SiC-Kapazitäten von Rohm
- Infineon erweitert Produktion in Malaysia
Die Summe spiegelt nicht die genaue Menge aller globalen Halbleiterinvestionen wieder, aber sie ist ein guter Indikator für die Größen, in denen Halbleiterunternehmen planen und wie umtriebig die Branche derzeit ist. In den letzten beiden Jahren stieg die Nachfrage nach Wide-Bandgap-Halbleitern, insbesondere SiC, enorm an. Vor allem Tier1-Zulieferer und OEMs sind auf Halbleiter-Bauteile angewiesen und versuchen sich (SiC-)Kapazitäten zu sichern. Die Halbleiterhersteller wiederrum reagieren aufgrund der Kooperationen damit, ihre Kapazitäten weiter auszubauen. Zusätzlich profitieren Halbleiterhersteller gerade auch noch von der Energiewende, wo ebenfalls Halbleiter gebraucht werden.
Die Zahl der Woche vom 31.7.2023: 75.000.000
75 Millionen Tonnen. Diese Menge wird für die jährliche Produktion von Elektroschrott bis zum Jahr 2031 prognostiziert. Zu den weggeworfenen Gegenständen gehören Einweg-Vapes, Handys, Laptops, MP3-Player, Stecker und Batterien. Fakt am Rande: Das wachsende Phänomen der Einwegdampfer bedeutet, dass allein in Großbritannien 1,3 Millionen dieser Geräte weggeworfen werden – jede Woche!
Um auf diese problematische Entwicklung hinzuweisen – und natürlich für das eigene Marketing – hat das Formel-E-Team Envision Racing Ende Juli, am Vorabend des E-Prix-Rennens im ExCeL in London, sein fahrtüchtiges Formel-E-Gen3-Auto "Recover-E" vorgestellt. Das besondere dabei: es besteht nahezu vollständig aus Elektroschrott.
Zu diesem Zweck hat sich das Team mit dem britischen Künstler und Designer Liam Hopkins zusammengetan, um ein Auto zu entwerfen und zu bauen, das ausschließlich aus elektronischen Produkten besteht, die vom britischen Technologieunternehmen Music Magpie und von Schulkindern gespendet wurden. Mit dieser Kampagne möchte das Team das Bewusstsein für die Auswirkungen von Elektroschrott auf den Menschen und für die Notwendigkeit der Wiederverwendung und des Recyclings alter Elektrogeräte schärfen.
