{"id":39887,"date":"2025-08-26T23:00:14","date_gmt":"2025-08-26T21:00:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.organisator.ch\/de\/?p=39887"},"modified":"2025-08-18T14:04:03","modified_gmt":"2025-08-18T12:04:03","slug":"ki-hilft-bei-der-materialsubstitution","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/de\/sustainability\/2025-08-26\/ki-hilft-bei-der-materialsubstitution\/","title":{"rendered":"KI hilft bei der Materialsubstitution"},"content":{"rendered":"
\"Kritische
Kritische Rohstoffe ersetzen: Ein Materialsubstitutionstool bewertet Alternativen. \u00a9 Fraunhofer IPA\/Foto: Rainer Bez<\/figcaption><\/figure>\n

Kobalt kommt in Lithium-Ionen-Batterien f\u00fcr Elektrofahrzeuge zum Einsatz, spielt also eine wichtige Rolle bei der Energiewende. Doch das silbergraue Metall z\u00e4hlt aus mehreren Gr\u00fcnden zu den kritischen Rohstoffen: Kobalt ist selten. Sein Anteil an der gesamten Erdkruste betr\u00e4gt gerade einmal 0,004 Prozent. Die weltweit bekannten Kobaltreserven werden auf 7,2 Millionen Tonnen gesch\u00e4tzt. \u00dcber die H\u00e4lfte davon, etwa vier Millionen Tonnen, lagern auf dem Staatsgebiet der Demokratischen Republik Kongo. Die Arbeitsbedingungen in den Bergwerken des instabilen zentralafrikanischen Landes sind h\u00e4ufig schlecht, die Umweltsch\u00e4den beim Erzabbau gross.<\/p>\n

Ob mangelnde Versorgungssicherheit, zu hohe Preise auf dem Weltmarkt, ethische Bedenken, Verbote oder Produktinnovationen mit besseren Materialeigenschaften: F\u00fcr Unternehmen gibt es viele Gr\u00fcnde, sich nach alternativen Materialien umzuschauen. \u00abEs gibt zwar Datenbanken, die Produktentwickler f\u00fcr die Recherche heranziehen k\u00f6nnen. Doch die liefern oft keine brauchbaren Ergebnisse, weil sie den genauen Anwendungsfall im Unternehmen nicht ber\u00fccksichtigen\u00bb, sagt Charlotte Schmidt vom Forschungsteam Sustainability and Material Compliance Management am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart.<\/p>\n

KI durchforstet wissenschaftliche Publikationen<\/h3>\n

Um die Suche zu erleichtern und passendere Ergebnisse zu erzielen, hat Schmidt zusammen mit zwei Kolleginnen ein KI-unterst\u00fctztes Tool zur Materialsubstitution entwickelt. \u00dcber eine Eingabemaske m\u00fcssen die Nutzerinnen und Nutzer zun\u00e4chst spezifische Details zu dem Werkstoff oder Rohstoff angeben, den sie ersetzen m\u00f6chten, und dann die erforderlichen Eigenschaften des alternativen Materials sowie Informationen zum Kontext des gew\u00fcnschten Materialeinsatzes nennen. Es folgt eine KI-Recherche, mit der die Datenbank \u00abSemantic Scholar\u00bb anhand der spezifischen Daten und Benutzeranforderungen durchforstet wird. Durch den Abgleich der Nutzereingaben mit den in der Datenbank verf\u00fcgbaren Informationen identifiziert die KI geeignete alternative Materialien.<\/p>\n

Die KI-Anbindung zur Materialsubstitution ist nur einer von mehreren Bausteinen, mit denen die Forscherinnen Unternehmen bei der Suche nach alternativen Rohstoffen, Werkstoffen oder chemischen Stoffen unterst\u00fctzen. Denn nachdem die KI ihre Aufgabe erf\u00fcllt hat, unterzieht sie die vorgeschlagenen Substitute sowie die Ausgangsmaterialien einer umfassenden Bewertung, in der sie rechtliche, \u00f6kologische und soziale Aspekte sowie die Versorgungssicherheit ber\u00fccksichtigt. Im engen Austausch mit dem jeweiligen Unternehmen pr\u00fcfen die Wissenschaftlerinnen anschliessend, wie genau die vorgeschlagenen Materialien die spezifischen Anforderungen erf\u00fcllen. Am Ende des Prozesses steht ein Bericht. In diesem werden die geeignetsten Substitute sowie die Bewertung der verschiedenen Kriterien dargestellt. Damit bieten die Wissenschaftlerinnen Unternehmen eine fundierte Entscheidungsgrundlage.<\/p>\n

Erste Tests zeigen: KI-Anbindung ist vielversprechend<\/h3>\n

Als Alternative zu Kobalt schl\u00e4gt das KI-unterst\u00fctzte Materialsubstitutionstool unter anderem Eisen vor. \u00abEs ist zwar keine neue Erkenntnis, dass anstelle von Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid auch Lithium-Eisenphosphat f\u00fcr die Kathoden von Batterien verwendet werden kann\u00bb, sagt Schmidt. \u00abAber dieses und weitere Ergebnisse haben uns gezeigt, dass die KI-Anbindung bei der Suche nach alternativen Materialien vielversprechend ist.\u00bb<\/p>\n

 <\/p>\n

\n

\u00dcber das Forschungsprojekt<\/h3>\n

Entstanden ist das KI-unterst\u00fctzte Materialsubstitutionstool im Forschungsprojekt \u00abUltraeffizienzfabrik \u2013 Deep Dive\u00bb, das im April 2024 gestartet ist und noch bis Ende August 2025 l\u00e4uft. Unterst\u00fctzt wird das Forschungsprojekt vom Ministerium f\u00fcr Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-W\u00fcrttemberg mit insgesamt 1,4 Millionen Euro. Daneben sind weitere Projektpartner aus der Wirtschaft und Wissenschaft involviert.<\/p>\n

www.ipa.fraunhofer.de<\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Es gibt viele Gründe, weshalb Unternehmen einzelne Roh- oder Werkstoffe durch andere ersetzen müssen. Die Suche nach Alternativen ist aufwändig und endet oft ergebnislos. Ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA hat nun ein KI-unterstütztes Tool zur Materialsubstitution entwickelt. <\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":39886,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_yoast_wpseo_focuskw":"Materialsubstitution","_yoast_wpseo_metadesc":"Alternative Materialien finden: Ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA hat ein KI-unterst\u00fctztes Tool zur Materialsubstitution entwickelt.","articlekey":"171190","footnotes":""},"categories":[580],"tags":[218,319,2843,1787],"class_list":["post-39887","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-sustainability","tag-forschung","tag-kuenstliche-intelligenz","tag-materialforschung","tag-nachhaltigkeit"],"acf":[],"yoast_head":"\nKI hilft bei der Materialsubstitution - Organisator<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Alternative Materialien finden: Ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA hat ein KI-unterst\u00fctztes Tool zur Materialsubstitution entwickelt.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.organisator.ch\/de\/sustainability\/2025-08-26\/ki-hilft-bei-der-materialsubstitution\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"KI hilft bei der Materialsubstitution - 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