Bekanntgabe der Gewinner der JUMP Into STEM Challenge 2023–2024

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Die 2023–2024 Springen Sie in den STEM Zu den Gewinnern der Challenge gehören: neun Mannschaften bestehend aus College-Studenten mit unterschiedlichem Hintergrund und akademischen Hauptfächern, die mithilfe von Bauwissenschaften Lösungen für eine gerechte Zukunft mit sauberer Energie erforschen. Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) und das Oak Ridge National Laboratory (ORNL) haben diesen Wettbewerb bereits im sechsten Jahr genutzt, um der nächsten Generation von Bauwissenschaftlern praktische Erfahrungen und Mentoring zu bieten.

„Wir sind immer wieder überwältigt von der Kreativität der Studierenden, die ihre Lösungen beim Wettbewerb einreichen, und dieses Jahr ist da keine Ausnahme“, sagte die Forscherin Kim Trenbath, die sowohl als Programmmanagerin als auch stellvertretende Gruppenmanagerin für Communities und Urban fungiert Wissenschaftliche Forschung in der Gebäudetechnologie- und Wissenschaftszentrum am NREL. „Es ist schwierig, aus so beeindruckenden Einsendungen die Gewinner der Challenge auszuwählen, aber unsere Jury hat bei der Auswahl der Finalisten für eines unserer wettbewerbsintensivsten Jahre großartige Arbeit geleistet.“

Ein entscheidender Bestandteil des Programms ist seine Verbindung zur Industrie. Branchensponsoren bieten Studierenden hilfreiche Einblicke in potenzielle Karrieren in diesem Sektor und bieten gleichzeitig Gelegenheiten wie den Besuch von Industriepartnern, ein Sommerprogramm, das JUMP into STEM-Praktikanten die Möglichkeit bietet, die Zentralen von Partnern zu besichtigen und Fachleute zu treffen.

„Es ist inspirierend zu sehen, welche Auswirkungen der JUMP into STEM-Wettbewerb auf die Zukunft der Baubranche hat“, sagte Brenna Holly, Senior Director of Corporate Philanthropy bei Johnson Controls International, einem der JUMP into STEM-Sponsoren 2023–2024. „Das Programm befasst sich nicht nur mit aktuellen Herausforderungen der Branche, sondern spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der nächsten Generation von Führungskräften, die nachhaltige Fortschritte vorantreiben werden. Der diesjährige Wettbewerb war besonders spannend und bot eine breite Palette innovativer Lösungen, die die transformative Kraft von MINT bei der Umgestaltung der gebauten Umwelt hervorheben.“

Der diesjährige Wettbewerb forderte Studententeams auf, innovative Lösungen für die Speicherung thermischer Energie, die Verbesserung der Gebäudehülle und die Reduzierung des CO2-Ausstoßes zu finden.

Gewinner und Zweitplatzierte der JUMP Into STEM Challenge 2023–2024

Keepin’ It Cool (oder Hot)

Gewinner

Energiesparende Lösungen: Mini-Split-Wärmespeichersystem
Embry-Riddle Aeronautical University

Jared Williams, Gianluca Borgese, Martin Rosales und Spencer Marinac

Elektrochemische Batterien sind heute die am häufigsten im Netz eingesetzte Form der Energiespeicherung, obwohl die thermische Energiespeicherung (TES) den Vorteil hat, wettbewerbsfähiger zu sein. Das Team der Embry-Riddle Aeronautical University hat ein modulares TES-System entwickelt, das mit einer Vielzahl von Mini-Split-Wärmepumpen zusammenarbeitet, ohne die Einheit zu modifizieren. Dieses Design ermöglicht eine schnelle Einführung des Systems im Verbrauchermarkt. Sobald das System installiert ist, reduziert es den Energieverbrauch der Kunden aus dem Netz zu Spitzenzeiten und senkt so ihre Stromrechnungen.

Zweiter Platz

Abbau von Hindernissen zur Verwirklichung eines energieeffizienten Lebensstils für Familien mit niedrigem Einkommen in den Vereinigten Staaten von Amerika
Purdue Universität

Andreas Hoess, Aaron Farha, Levi Premer und Rebecca Lu

Die Unterstützung einkommensschwacher Haushalte in bestehenden oder neu gebauten geförderten Wohnungen bei der Nachrüstung konventioneller Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK) mit hocheffizienter Wärmepumpentechnologie und thermischer Energiespeicherung wird eine Schlüsselmaßnahme für den Übergang zu einer elektrifizierten Gesellschaft sein . Das Projekt dieses Teams, „OneGrid“, zielt darauf ab, eine erschwingliche TES-Wärmepumpenkombination bereitzustellen, die für die gemeinschaftliche Nutzung in einkommensschwachen oder subventionierten Wohnungen optimiert ist. Durch die einfache Installation, Nachrüstmöglichkeiten, ein intelligentes Steuerungssystem und die Implementierung in ein Mikronetz kommt die Installation sowohl den Benutzern als auch dem Stromnetz zugute.

Dritter Platz

Ofentests
Worcester Polytechnic Institute

Rebekah Shields, Matthew Lydon, Timothy Rinaldi und Phillip Cass

Das Team vom Worcester Polytechnic Institute schlägt eine praktische Lösung für die Konzeption, Entwicklung und Implementierung eines TES-Systems vor, um den Energieverbrauch zu optimieren und die Kosten zu minimieren. Ihr Vorschlag beinhaltet die Modifizierung von Hochtemperaturöfen unter Verwendung von in Sand getauchten feuerfesten Steinen.

Das ist ein Wrap!

Gewinner

Erkennen, Kontrahieren, Versiegeln (DCS) – Der Community-Umschlag
Universität von Nebraska-Lincoln

Israel Bryant, Maddax Frye, Sophie Kudron und Ema Horner

Menschen in einkommensschwachen Wohnungen leben überproportional häufig in Gebäuden, in denen möglicherweise große Luftlecks auftreten und die nicht vor Witterungseinflüssen geschützt sind. Bis heute gibt es nur wenige Organisationen, die sich für den Schutz der Gebäudehülle einsetzen. Das Team der University of Nebraska-Lincoln schlägt die Gründung einer gemeinnützigen Organisation mit dem Namen „Detecting, Contracting, and Sealing“ vor, die einen zweiteiligen Ansatz zur Lösung dieser Probleme verfolgen wird. Der erste Teil umfasst die physische Inspektion und Restaurierung, und der zweite Teil umfasst die Nutzung staatlicher Mittel und die Berücksichtigung der Bedürfnisse der Interessengruppen.

Zweiter Platz

Dichtungssätze für Gebäudefassaden
North Carolina Agricultural and Technical State University

Autumn Walton und Amaya Burse

Mit diesem Vorschlag wird ein innovatives Do-it-yourself-Luftdichtungsset vorgestellt, das auf die spezifischen Bedürfnisse von Familien mit niedrigem Einkommen zugeschnitten ist. Das benutzerfreundliche Kit enthält Schritt-für-Schritt-Anleitungen, Identifizierungstechniken und alle notwendigen Materialien, die Haushalte in die Lage versetzen, Lücken und Risse in ihrem Zuhause zu schließen, sodass es auch für Personen mit begrenzten Ressourcen und Erfahrung zugänglich und einfach zu verwenden ist. Durch das Abdichten von Luftlecks verbessert dieses Kit nicht nur den Wohnkomfort, sondern sorgt auch für wirtschaftliche Entlastung, was es zu einem unschätzbar wertvollen Hilfsmittel für Familien mit niedrigem Einkommen macht, die eine energieeffizientere und kostengünstigere Wohnumgebung schaffen möchten.

Dritter Platz

Überbrückung von Lücken in der Energieeffizienz
Die University of Texas in Austin

Gaon Ok, Vivien Zheng und Aakruthi Karthic

Diese Lösung zielt darauf ab, Gemeinden, die durch einen hohen Energieverbrauch belastet sind, mit zugänglichen und kostengünstigen Lösungen zu versorgen, die die Leistung von Gebäudehüllen verbessern. Das Team der University of Texas in Austin setzt sich dafür ein, Energieineffizienz zu reduzieren, den Komfort der Bewohner zu verbessern und den Bedürfnissen unterversorgter Gemeinden durch innovative Kits gerecht zu werden, die wärmeregulierende Fensterfolien und effiziente Luftdichtungskomponenten kombinieren. Durch das Angebot praktischer, nachhaltiger und zugänglicher Lösungen wollen sie erhebliche Fortschritte bei der Verringerung der Energiebelastung und der Verbesserung der Wohnraumqualität für alle erzielen.

Du und ich, CO2-frei!

Gewinner

Gebäudeintegrierte Algen-Photobioreaktorsysteme zur Kohlenstoffbindung
Universität von North Carolina in Charlotte

Ankit Soni, Emilio Nava, Felix Ekuful und Harriet Darkwah

In diesem Vorschlag wird ein Ansatz zur Minderung der Kohlendioxidemissionen mithilfe von Mikroalgen in einem Photobioreaktorsystem untersucht, das in die HVAC-Systeme von Gebäuden integriert ist. Durch den Prozess der Photosynthese binden die Algen effizient Kohlendioxid aus dem Rauchgas oder der Abluft von Gebäuden und gewinnen so frischen Sauerstoff und Biomasse. Diese innovative Lösung bietet einen vielversprechenden Ansatz, um Kohlendioxid aus dem Gebäudebetrieb zu binden und gleichzeitig eine nachhaltige Biomassequelle zu erzeugen.

Zweiter Platz

Ineinandergreifende, sonnengetrocknete Adobe-Steine ​​(MODIFIED ADOBE – MODUBE)
SUNY College für Umweltwissenschaften und Forstwirtschaft

Aayusha Chapagain und Olayinka Olaosebikan

Das Projekt dieses Teams, „Interlocking Sun-Dried Adobe Bricks (MODIFIED ADOBE – MODUBE)“, zielt darauf ab, die nordamerikanische Bauindustrie mit nachhaltigen Lösungen zu revolutionieren. MODUBE, ein innovativer Lehmziegel, enthält Altholzasche für strukturelle Festigkeit und steht im Einklang mit den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft. Die Einbeziehung von Abfallstoffen und die Einhaltung von CO2-Reduktionszielen machen MODUBE zu einer nachhaltigen Wahl für verschiedene Interessengruppen.

Dritter Platz

Dekarbonisierung des Innenausbaus mithilfe myzelbasierter Baugruppen
Die University of Texas in Austin

Rohaan Saripella und Mason Sirianni

Dieses Team von der University of Texas in Austin schlägt die Verwendung von Wandbaugruppen auf Myzelbasis vor, um eine umweltfreundlichere Alternative zu typischen Innentrennwandbaugruppen für neue Gewerbebauten bereitzustellen. Wände auf Myzelbasis werden aus den vegetativen Teilen von Pilzen hergestellt und vermehren sich durch eine Mischung aus landwirtschaftlichen Abfällen, Recyclingpapierprodukten und Pilzproben. Dies wird zu einem Bauelement führen, das weniger biologische Gefahren mit sich bringt, den Kohlenstoffausstoß reduziert und die Arbeitskräfte in der Bauindustrie neu ausrichtet.

Als nächstes steht der Einstieg in den MINT-Finalwettbewerb an

Die JUMP into STEM-Finalisten werden während des Finalwettbewerbs 2023–2024, der vom 25. bis 26. Januar 2024 im ORNL stattfindet, persönlich Lösungen zu den Herausforderungsthemen vorstellen.

Während der Veranstaltung präsentieren sich die Teilnehmer vor einer Jury, erfahren mehr über Karrierewege in der Bauwissenschaft, vernetzen sich mit Experten auf diesem Gebiet, besichtigen die nationalen Laboreinrichtungen und vieles mehr. Zum Abschluss des Endwettbewerbs werden die Gewinner live bekannt gegeben und ihnen werden 10-wöchige, bezahlte Praktika bei NREL, ORNL oder dem Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) angeboten, wo sie praktische Erfahrungen sammeln und wertvolle Betreuung erhalten. Praktikanten haben außerdem die Möglichkeit, an einem Besuch bei Industriepartnern teilzunehmen.

JUMP into STEM wird vom US-Energieministerium unterstützt. Besuche den Website des Building Technologies Office Weitere Informationen zu energieeffizienten Gebäudeinitiativen finden Sie hier.

Neuigkeiten-Update von NREL.