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title: "Ingenieure der University of Pennsylvania entwickeln einen neuen Ansatz für den 3D-Druck mit Beton und Algen"
url: https://www.voxelmatters.com/de/ingenieure-der-university-of-pennsylvania-entwickeln-einen-neuen-ansatz-fuer-den-3d-druck-mit-beton-und-algen/
date: 2025-07-12
modified: 2025-07-12
lang: de
author: "Edward Wakefield"
description: "Laut der University of Pennsylvania (UPenn) könnte eine bahnbrechende Betoninnovation die Art und Weise verändern, wie wir bauen – und wie wir den Klimawandel bekämpfen. Forscher dort haben 3D-Druck mit..."
categories:
  - "3D-Druck im Bauwesen"
  - "AM-Forschung"
  - "Architektur"
  - "Beton"
  - "Nachhaltigkeit"
tags:
  - "future"
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# Ingenieure der University of Pennsylvania entwickeln einen neuen Ansatz für den 3D-Druck mit Beton und Algen

[Laut der University of Pennsylvania (UPenn)](https://penntoday.upenn.edu/news/penn-engineering-designing-cleaner-greener-concrete-absorbs-carbon-dioxide?utm_content=Staff&utm_source=Penn+Today+-+Newsletters&utm_campaign=786c6d617e-7%2F9%2F25%3A+Greener+building+materials&utm_medium=email&utm_term=0_-e715cebb4c-43380509) könnte eine bahnbrechende Betoninnovation die Art und Weise verändern, wie wir bauen – und wie wir den Klimawandel bekämpfen. Forscher dort haben 3D-Druck mit versteinerten mikroskopisch kleinen Algen kombiniert, um eine neue Art von Beton zu entwickeln, der deutlich mehr Kohlendioxid bindet und gleichzeitig weniger Zement verbraucht.

Im Mittelpunkt der Innovation steht Kieselgur (DE), ein poröses, schwammartiges Material aus versteinerten Kieselalgen. „Ich war fasziniert davon, wie dieses natürliche Material CO₂ absorbieren kann“, sagt Shu Yang, Co-Seniorautor und Professor für Materialwissenschaften. In die Betonmischung eingearbeitet, verbessert DE den Durchfluss durch einen 3D-Drucker und bietet eine Oberfläche für die Kohlenstoffbindung – bis zu 142 % mehr CO₂ als herkömmliche Mischungen.

Überraschenderweise schwächte diese erhöhte Porosität das Material nicht. „Normalerweise verliert man an Festigkeit, wenn man die Oberfläche oder Porosität erhöht“, sagt Yang. „Aber hier war es genau umgekehrt: Die Struktur wurde mit der Zeit sogar fester.“

[![UPenn engineers reimagine concrete 3D printing with algae. The concrete ink is based on diatomaceous earth that has enhanced carbon capture.](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/07/P-101976-SHS-005.jpeg)](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/07/P-101976-SHS-005.jpeg)

Masoud Akbarzadeh Pennovation Concrete Printing Lab

[![UPenn engineers reimagine concrete 3D printing with algae. The concrete ink is based on diatomaceous earth that has enhanced carbon capture.](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/07/P-101972-Master-V1-011.jpeg)](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2025/07/P-101972-Master-V1-011.jpeg)

Shu Yang’s 3D Concrete Printing Lab.

Unter der Leitung des Erstautors Kun-Hao Yu entwickelte das Team [eine druckbare Betontinte](https://www.voxelmatters.com/de/ukraine-entwickelt-3d-druck-beton-aus-kriegstruemmern/), die trotz der Komplexität des Extrusionsprozesses ihre Festigkeit behielt. „Beton ist nicht wie herkömmliche Druckmaterialien“, erklärt Yu. „Er muss unter Druck gleichmäßig fließen, sich nach dem Extrudieren schnell stabilisieren und dann während des Aushärtens kontinuierlich an Festigkeit gewinnen.“

Um die Effizienz zu maximieren, verwendete das Architekturteam von Co-Seniorautor Masoud Akbarzadeh dreifach periodische minimale Oberflächen (TPMS) – Strukturen, die in Korallen und Knochen zu finden sind –, um Form und Kraftverteilung zu optimieren. „Wir konnten das Material um fast 60 % reduzieren und trotzdem die Last tragen“, sagt Akbarzadeh. Ihre Betonwürfel behielten 90 % der Festigkeit der massiven Versionen bei und erhöhten gleichzeitig das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen um 500 %.

Die Anwendungsmöglichkeiten gehen über Gebäude hinaus. Yang nennt die [Meeresrenaturierung als einen wichtigen Bereich von Interesse](https://www.voxelmatters.com/sperra-deploys-3d-printing-for-coral-reef-regeneration-in-jordan/): „Die große Oberfläche hilft Meeresorganismen, sich anzuheften und zu wachsen, während das Material passiv CO₂ aus dem umgebenden Wasser absorbiert.“

Die nächsten Schritte für das UPenn-Team umfassen die Skalierung auf Böden und Fassaden in voller Größe sowie die Erprobung [alternativer Zementchemikalien](https://www.voxelmatters.com/can-3d-printed-hempcrete-replace-traditionally-used-concrete/). „In dem Moment, als wir aufhörten, Beton als statisch zu betrachten, und begannen, ihn als dynamisch zu sehen – als etwas, das auf seine Umgebung reagiert –, eröffneten sich uns ganz neue Möglichkeiten“, sagt Yang.