Repository for natural sciences and technology

This repository provides free access to scientific publications from the fields of natural sciences and technology (open access). All authors may use RENATE free of charge to publish their research findings from natural sciences and technology, regardless their institutional affiliation. The publications deposited in this repository are permanently freely accessible and citable. The repository is operated by Technische Informationsbibliothek (TIB).
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    Verbundprojekt: EnOB: MultiFace - Multifunktionale, schlanke, wärmedämmende Fassadenelemente mit erhöhter Wärmespeicherkapazität und integrierter aktiver Temperierung zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz von Gebäuden; Teilprojekt: Befestigungselemente auf Basis von Basaltfasern - Förderprogramm: Anwendungsorientierte nichtnukleare FuE im 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung, Förderbereich: Gebäude und Quartiere
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024-09) Ghomeshi, Ravand
    Im Teilprojekt wurden Armierungs- und Befestigungssysteme für das MultiFace-System ausgearbeitet und untersucht. Ziel war dabei, durch den Einsatz von Basalt Vorteile gegenüber Stahlarmierungen zu realisieren und so die Fassadenelemente wärmebrückenfrei zu befestigen und nachhaltig produzieren zu können. Im Projekt kamen dazu zwei Produkte der Firma C-Con zum Einsatz: Bei den Rockstix handelt es sich um Rundstäbe aus Basaltfasern und sie dienen als Armierung für die Fassadenplatten aus Beton. Zum einen verstärken sie die Festigkeit der Fassadenplatten, zum anderen verhindern sie Rissbildung in Fassadenplatten. Die mit Rockstix verstärkten Fassadenplatten weisen eine um etwa 15% höhere Wärmeisolierung auf als diejenige, die nicht mit Rockstix verstärkt sind. Die Rebars dienen im Projekt der Befestigung der Fassadenplattenelemente miteinander. Der Ansatz zur Betonarmierung mittels Basaltmikrostäben (Rockstix) und die Verbindungsanker (Rebars) wurden erfolgreich ausgearbeitet und kamen schließlich im Rahmen des Demonstrators erfolgreich zum Einsatz. Datei-Upload durch TIB
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    EASY - Embedded artifcial Intelligence for production systems
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024-08-19) Sommer, Bianca
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    primary::programming - Algorithmisches Denken in der Grundschule
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-09-18) Fraser, Gordon; Graßl, Isabella; Greifenstein, Luisa; Heuer, Ute; Wasmeier, Ewald
    International sowie auch im deutschsprachigen Raum gibt es vermehrt Bestrebungen, informatische Bildung in den Primarbereich zu integrieren. In der universitären Ausbildung der Grundschullehrkräfte finden sich hierzulande bisher allerdings nur vereinzelt Veranstaltungen, die fachlich und fachdidaktisch auf das Unterrichten informatischer Inhalte vorbereiten. Dementsprechend sehen auch viele Lehrkräfte und Studierende des Grundschullehramts ihr fehlendes informatisches und informatikdidaktisches Wissen und Können als Herausforderung. Das Projekt „primary::programming – Algorithmisches Denken in der Grundschule“ hat deswegen zum Ziel, das Programmierenlehren und -lernen auf mehreren Ebenen zu unterstützen. Im Zentrum steht die Grundannahme, dass Programmierunterricht untrennbar didaktische und technische Probleme vereint. Es werden daher zum einen Seminarbausteine zum Programmierunterricht und zum anderen automatisierte Analysewerkzeuge entwickelt. Das Vorhaben primary::programming deckt drei elementare didaktische Bestandteile des Programmieren lehren/lernens für Grundschullehramtsstudierende ab: (1) Die Entwicklung geeigneter Programmierkonzepte und Seminarbausteine/-aktivitäten; (2) die Durchführung dieser Seminare; und (3) die Evaluation geeigneter Aspekte des Programmierenlehrens und -lernens. Das Arbeitsprogramm ist anhand drei verschiedener technischer Zugangsmöglichkeiten zu Programmierkonzepten organisiert: (1) „Unplugged“ Zugänge, die bewusst auf die Verwendung von Computern verzichten; (2) „Physical“ Zugänge, die einfache Eingabegeräte (z.B. Tablets) und physische Geräte (z.B. Roboter mit Sensoren und Aktoren oder/und geeignete Mikrokontroller) verwenden, deren Verhalten durch einfache Programmierkonzepte bestimmt werden; (3) „Software“ Zugänge, die mit virtuellen Artefakten und Akteuren in Anwendungen am Rechner arbeiten. Der vorliegende Abschlussbericht beschreibt die durchgeführten Veranstaltungen und erstellten Materialien im Rahmen der genannten drei Zugänge sowie ausgewählte Ergebnisse der aus dem Projekt hervorgehenden Promotionsvorhaben. Datei-Upload durch TIB
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    LuFo VI – 1: ADMAS - Advanced machining and sealing
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-09-18)
    Damit die Luftfahrtbranche ihre Nachhaltigkeitsziele erreichen kann, muss sie konsequent auf Leichtbau setzen. Nach Stand der Wissenschaft sind CFK-Bauteile am besten geeignet, den Anforderungen hinsichtlich struktureller und dynamischer Stabilität sowie Leichtbau gerecht zu werden. CFK-Bauteile haben zwar per se einen sehr schlechten ökologischen Fußabdruck, bedingt durch den hohen Energieaufwand der Faser- und Verbundherstellung sowie der schlechten Möglichkeiten zum Recycling. Dennoch tragen sie über die Produktlebensdauer aufgrund ihrer überragenden technischen Eigenschaften zu einer positiven Ökobilanz und damit zum Klimaschutz bei. Klimaziel für den Luftverkehr sind laut Erklärung von Toulouse Netto-Null-Emissionen bis 2050. Schon seit 1972 werden zivile Flugzeuge mit CFK-Flügeln hergestellt. Die SB 10 (Abbildung 1: SB 10, Akaflieg Braunschweig) mit einer Spannweite von 29 m war das erste zivile Flugzeug (Erstflug am 22. Juli 1972), in dem tragende Bauteile aus Kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) eingesetzt wurden. Um Flügelgewicht und -durchbiegung in vernünftigen Grenzen halten zu können, war der Einsatz der damals neuen Kohlenstofffasern im Flügelmittelstück erforderlich. Für die Verwendung in kommerziellen Flugzeugen muss allerdings der Herstellprozess von CFK-Bauteilen hochgradig automatisiert werden, auch für Großbauteile wie Flügel. Die Rohbauteile werden im Resin Transer Moulding (RTM) Verfahren hergestellt. Um geometrisch genau bestimmte Bauteile zu erhalten, müssen die Kanten mit einem Fräsprozess besäumt werden. Anschließend wird eine Versiegelungsmasse aufgetragen, um die Integrität der Bauteile auf die Nutzungsdauer hin aufrechtzuerhalten und um im Falle von Blitzschlag elektrische Spannungsspitzen an den Faserenden zu vermeiden. Die Gewährleistung der Sicherheit von Passagieren und Crew ist von höchster Priorität. Die automatisierter Kantenversiegelung der CFK-Bauteile im Flugzeugbau kann dazu wesentlich beitragen. Großbauteile wie z.B. Flügelmittelstücke sind leicht biegeschlaff. Das heißt, jede Umpositionierung des Bauteils führt zu einer Veränderung der Geometrie. Daher sollte die Kantenbesäumung und die Kantenversiegelung möglichst ohne jede Umpositionierung in derselben Aufspannung erfolgen. Daher wurde der Applikator zur Kantenversiegelung so ausgelegt, dass er wie ein Fräswerkzeug in die Spindelaufnahme an der Roboterhand eingerastet werden kann. Letztere ist als Hohlschaftkegel (HSK) ausgelegt, da dies eine weitverbreitete Werkzeugaufnahme für Fräswerkzeuge darstellt. Datei-Upload durch TIB
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    Verbundvorhaben SUPREME - Superkondensatorentwicklung in Richtung effektiver Materialien mit erhöhter Energiedichte; Schlussbericht CEEC-FSU Jena: Elektrolytmaterialien
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-09-18) Kost, Rebecka; Balducci, Andrea
    Industrielle Ultrakondensatoren sind als neuartige Energiespeicher eine hochinnovative Technologie im Markt für Energiespeicher. Innerhalb des Marktes für Ultrakondensatorzellen und -module konnte jedoch innerhalb der letzten 15 Jahre keine bahnbrechende Innovation festgestellt werden. So ist die Energiedichte von Ultrakondensatoren seit dem Jahr 2004 van ca. 5 Wh kg-1 auf 6.8 Wh kg-1 angestiegen. Innerhalb der letzten 5 Jahre konnte keine nennenswerte Erhöhung der Energiedichte festgestellt werden. Die Betriebsspannung von Ultrakondensatoren hat sich seit 2004 nur geringfügig von 2.7 auf 2.85 V erhöht. Eine Erhöhung der Betriebsspannung von 2.85 auf 3.2 oder sogar 3.4 V bei gleichzeitiger Verwendung eines neuartigen Elektrodenmaterials wie gekrümmtem Graphen entspricht somit einer bisher nicht beobachteten Verdoppelung der Energiedichte. Für die Erreichung dieser Zielsetzung müssen die einzelnen Komponenten entwickelt und aufeinander abgestimmt werden, sodass die Kompatibilität der einzelnen Bestandteile gewährleistet ist. Mit den im Vorhaben entwickelten Materialien ließen sich neuartige Kohlenstoffmaterialien mittels XPS, TEMP und Raman charakterisieren, Massenbeladungen von bis zu 65 g m-2 ermöglichen, ein verbesserter Elektrolyt mit 30% geringerer Gasentwicklung unter erhöhter Spannung finden, und eine Demonstrator-Zelle mit hoher Lebensdauer bei erhöhter Temperatur erreichen. Dabei wurden gekrümmtes Graphen mit 60% erhöhter Energiedichte als Kohlenstoff und N,N-Dimethylpyrrolidiniumtetrafluoroborat (Pyr11BF4) in Acetonitril als Elektrolyt verwendet. Die Anwendung dieser Speichertechnologie in weiteren Einsatzgebieten, nichtsdestotrotz bleibt deren Weiterentwicklung notwendig um zukünftig in bei Netzstabilität oder der Elektromobilität Anwendung finden zu können.
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    Research - Relevance - Responsibility - Aufbau eines nachhaltigen Forschungs- und Transferzentrums: Digitalisierung in der Lehrerbildung (TüDiTeach)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024) Backfisch, Iris; Baialieva, Gulzat; Breil, Patrizia; Fabian, Armin; Franke, Ulrike; Fütterer, Tim; Lachner, Andreas; Nagel, Vanessa; Ohla, Kerstin; Preiss, Judith; Scherzinger, Luisa; Schneider, Jürgen; Tschönhens, Franziska; Wagner, Salome; Wurst, Christina
    Das Ziel des Vorhabens war es, ein umfassendes und nachhaltiges Gesamtkonzepts für die Lehrkräftebildung an der Universität Tübingen zu entwickeln und umzusetzen, mit dessen Hilfe eine evidenzbasierte Förderung digitalisierungsbezogener Kompetenzen von Lehrkräftebildenden und Lehrkräften erfolgen kann. Das Gesamtkonzept beinhaltete Aktivitäten in drei Transferbereichen, deren Aufbau Gegenstand des Vorhabens war: (1) ‚Transformation und Translation‘, (2) ‚1. Phase Lehrerbildung‘ und (3) ‚Fort- und Weiterbildung‘. Zudem wurde systematisch Forschung zum Lehren und Lernen mit digitalen Medien in einem querliegenden Forschungsbereich gebündelt. Bereits vorhandene sowie im Projektverlauf geplante Aktivitäten wurden in einem durch die Universität Tübingen und das außeruniversitäre Leibniz-Institut für Wissensmedien (IWM) neu gegründenden ‚Forschungs- und Transferzentrum: Digitalisierung in der Lehrerbildung in Tübingen (TüDiLB) – Ein Verbund der Universität Tübingen und des Leibniz-Instituts für Wissensmedien‘ zusammengeführt sowie systematisch und nachhaltig ausgebaut. Datei-Upload durch TIB
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    CODAPE - Kollaborative Entwicklungsumgebung für die Leistungselektronik
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024) Langfermann, Sascha; Niemann, Lucas; Owzareck, Michael
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