75 Jahre Fraunhofer-Gesellschaft:Vier bahnbrechende Erfindungen

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Das vom Fraunhofer-Institut in Erlangen entwickelte MP3-Verfahren veränderte den Kauf und Konsum von Musik sehr deutlich. (Foto: Walter Hippmann)

Fraunhofer-Forscher veränderten mit dem MP3-Format die Art, wie Musik gehört wird. Aber auch bei Fragen der Energiegewinnung oder Lebensmittelproduktion schufen sie Bemerkenswertes.

Von Patrik Stäbler

In den 75 Jahren des Bestehens der Fraunhofer-Gesellschaft forschten Wissenschaftler auf den unterschiedlichsten Gebieten. Vier zentrale Erfolge:

MP3-Player - die Musik-Revolution 1995

Die Platine des Prototypen eines MP3-Players. (Foto: Fraunhofer)

Die mit Abstand bekannteste - und ertragreichste - Erfindung aus dem Hause Fraunhofer ist ein Verfahren zur Komprimierung von digitaler Musik namens "MPEG-1 Audio Layer III", kurz: MP3. Entwickelt wurde es 1995 am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen. Das Verfahren reduziert die Größe von Audiodateien um 90 Prozent - ohne hörbare Klangverluste. Audiodateien konnten somit erstmals schnell und problemlos verschickt werden, was dem MP3-Format zu einem Siegeszug im Internet verhalf. In der Folge entstanden Musiktauschbörsen wie Napster; zudem kamen Abspielgeräte wie Apples iPod auf den Markt, die das Mitführen von Tausenden Songs ermöglichten. All dies veränderte den Kauf und Konsum von Musik nachhaltig. Und Fraunhofer strich mit den MP3-Lizenzerlösen eine Summe im dreistelligen Millionenbereich ein.

Solarzellen-Weltrekord 2009

Auch im Bereich der Solarzellen waren die Wissenschaftler der Fraunhofer-Gesellschaft erfolgreich. Bis heute stammt die effizienteste Solarzelle der Welt von der Forschungseinrichtung. (Foto: Dirk Mahler/Fraunhofer ISE)

Anfang 2009 meldete das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg einen Weltrekord: Nach mehr als zehn Jahren Forschung war es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern gelungen, für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom einen Wirkungsgrad von 41,1 Prozent zu erzielen - der bis dato höchste Wert überhaupt. Hierzu wurde das Licht der Sonne 454-fach auf eine fünf Quadratmillimeter kleine Mehrfachsolarzelle aus speziellen Halbleitern konzentriert. Dank des Einsatzes von Elementen wie Gallium, Indium, Arsen und Phosphor konnte das Sonnenlicht besser ausgeschöpft und somit mehr Strom gewonnen werden. Bis heute stammt die effizienteste Solarzelle der Welt von Fraunhofer. Sie wurde 2022 vorgestellt und hat einen Wirkungsgrad von 47,6 Prozent - zehnmal mehr als die erste Solarzelle aus dem Jahr 1953.

Lupinen-Lebensmittel 2014

Dem Fraunhofer-Institut in Freising gelang es, aus der Lupine ein Protein-Isolat zu gewinnen, das für die Herstellung verschiedener Lebensmittel verwendet werden kann. (Foto: Fraunhofer)

Die Weltbevölkerung wächst, das Ackerland wird knapp, und immer mehr Menschen verzichten auf tierische Produkte. Die Folge ist ein steigender Bedarf nach pflanzlichen Proteinen - beispielsweise aus Lupinen, einer heimischen Wildblume. Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung in Freising gelang es, den bitteren, grasig-bohnigen Geschmack der Pflanze zu neutralisieren und daraus ein Protein-Isolat zu gewinnen, das heute in verschiedenen Nahrungsmitteln eingesetzt wird - etwa als Milchersatz in Speiseeis, bei der Herstellung von Fleischalternativen und veganen Wurstprodukten sowie als Joghurt und Erfrischungsgetränk. Für seine Erfindung erhielt das Forschungsteam 2014 den Deutschen Zukunftspreis, mit dem der Bundespräsident herausragende technische, ingenieur- und naturwissenschaftliche Leistungen würdigt.

Chip-Quantensprung 2019

Intel in Irland war die erste Firma in Europa, die EUV-Mikrochips produzierte. (Foto: Intel Corporation)

Auf fingernagelgroßen Mikrochips, wie sie in heutigen Smartphones stecken, finden sich circa zehn Milliarden Transistoren - der Grund, wieso diese Geräte die millionenfache Rechenleistung jenes Computers erreichen, der 1969 die erste Mondlandung begleitete. Bei der Herstellung von Mikrochips kommt seit Jahrzehnten die optische Lithografie zum Einsatz. Und diese Technologie haben Forschende des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena zusammen mit den Firmen Zeiss und Trumpf weiterentwickelt. EUV-Lithografie heißt ihr Verfahren, bei dem extrem ultraviolettes Licht sowie ausgefeilte Optik- und Spiegelsysteme genutzt werden. Erste Smartphones mit EUV-lithografisch hergestellten Mikrochips kamen 2019 auf den Markt. Ein Jahr später wurde diese Technologie mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet.

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