Forschungsberichte Pflichtabgabe (BMFTR, BMWE…)

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    Entwicklung eines Lötprozesses für Micro Coil Springs
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2023-12-20) Hannes, Alexander
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    Schlussbericht 10.000 Tage - eingehende Darstellung
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025)
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    NexPlas: Next Generation Plasma Conversion: Integration von grünem Wasserstoff in die Plasma-Konversion von CO2; Teilvorhaben: Membran- und Modulentwicklung
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025) Schiestel, Thomas
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    MASON - MAterialforschung in Schwerelosigkeit an BetON
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024-08-12) Schnellenbach-Held, Martina; Welsch, Torsten; Müller, Julian; Kepplin, Ragna; Vievers, Yannick
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    Endbericht Mikroprojekt: Kickstarter SOFC in MW class - Herstellung einer Brennstoffzelle
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025) Neddemeyer, Torsten
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    Umweltpolitische Instrumente für Biodiversitäts- und Klimaschutz in Wertschöpfungsketten mit Multi-Level-Governance (EPICC)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025) Loft, Lasse; Schröter, Barbara
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    FB2-Hybrid - Querschnittsplattform Hybridisierung im Rahmen des BMBF-Kompetenzclusters für Festkörperbatterien FestBatt
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024) Wiggers, Hartmut; Schulz, Christof; Ali, Md. Yusuf
    Mit Hilfe der Sprayflammentechnik und anschließendem schnellen Tempern wurden erfolgreich nanokristalline, oxidische Festelektrolyt-Materialien in Partikelform hergestellt. Bei den untersuchten keramischen Festelektrolyten handelt es sich um Materialien von LLZO (Lithium-Lanthan-Zirkonoxid) und LATP (Lithium-Aluminium-Titan-Phosphat)-Typ sowie das Lithium Yttrium Zirkonphosphat Li1+xYxZr2-x(PO4)3 (LYZP). Mit Blick auf die Beständigkeit des Materials und eine gute Ionenleitfähigkeit wurde in diesem Teilvorhaben – nach Bewertung der Materialeigenschaften und in Abstimmung mit den Projektpartnern - vor allem an Lithium-Aluminium-Titan-Phosphat (LATP) gearbeitet. Durch Variation der dem Gasphasensyntheseprozess nachgeschalteten Kalzinierung der Materialien sowie durch Variationen der Zusammensetzung durch Dotierung mit Yttrium ist es gelungen, gut ionenleitfähige Materialien herzustellen. Dabei konnten Leitfähigkeitswerte von bis zu 0,87 mS/cm bei Raumtemperatur erreicht werden. Ein weiteres Ziel der Partikelsynthese war es, diese in einer dispergierbaren Form im unteren μm-Bereich bereitzustellen, damit sie gemeinsam mit den bei den Projektpartnern synthetisierten Polymer zu Ceramic-in-Polymer-Hybridmaterialien weiterverarbeitet werden konnten. Aufgrund der breiten Partikelgrößenverteilung, verbunden mit unerwünschten Sedimentationseffekten bei der Herstellung der Hybrid-Elektrolyte, wurde eine Prozesstechnik entwickelt die es ermöglicht, stabile Dispersionen mit Partikelgrößen in den sub-μm-Bereich herzustellen. Dabei kamen Methoden unter Verwendung von Hansen-Solubility-Parametern zum Einsatz, um geeignete Lösungsmittel zu identifizieren und die Dispergiereigenschaften der oxidkeramischen Festelektrolyte zu identifizieren. Durch erfolgreiche Funktionalisierung mit verschiedenen oberflächenaktiven Substanzen in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Institut Münster (HI-MS) und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen die oxidkeramischen Festelektrolyte in verschiedene Ceramic-in Polymer-Hybridelektrolyte einzubauen. Die erfolgreiche Herstellung von Ceramic-in-Polymer-Hybridelektrolyten konnte am Beispiel des Polysulfonamin-basierten PSAb (Projektpartner HI MS) in Kombination mit Oberflächen funktionalisiertem LATP gezeigt werden. Im Vergleich zum partikelfreien PSAb wurde die Leitfähigkeit um fast eine Größenordnung gesteigert. Darüber hinaus zeigte sich bei Langzeitmessungen an NMC622||Li Vollzellen - im Vergleich zum reinen PSAb als Festelektrolyt - eine beeindruckende Zyklenstabilität über 600 Zyklen. Aus diesem Teilvorhaben sind fünf Publikationen in referierten Journalen hervorgegangen, zwei davon mit Projektpartnern der Querschnittsplattform Hybridisierung. Datei-Upload durch TIB
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    Festbatt 2 - Querschnittsplattform Produktion (FB2-Prod)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024)
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    Verbundprojekt: "i-EPS" - Integrale, hochperformante Verschränkungsquellen bei 800 nm; Thema des Teilprojekts: Design, Aufbau und Charakterisierung der kompakten Pumpquelle für die i-EPS
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-04-28)
    Das Gesamtvorhaben i-EPS hatte die Erzeugung polarisationsverschränkter Photonen bei ca. 800 nm für den Einsatz in der Quantentechnologie zum Ziel. Dazu wurde von der TOPTICA ein Demonstratoraufbau basierend auf Spontaneous Parametric Down Conversion (SPDC) in einem ppKTP-Kristall realisiert und in der Anwendung getestet. In das hybride Design dieser Quelle sollte insbesondere eine kompakte, frequenzverdoppelte, schmalbandige und NICHT auf GaN basierende Pumpquelle integriert werden, um so eine Möglichkeit zur Unabhängigkeit von proprietärer, nicht-europäischer Lasertechnologie aufzuzeigen. In diesem Teilvorhaben wurden die Bausteine und Technologien der frequenzverdoppelten, schmalbandigen und kompakten Pumpquelle erforscht und deren Integrierbarkeit in das kompakte, hoch-performante quantenoptische SPDC-Design der Quelle realisiert. Dazu wurde zunächst in Abstimmung mit den Projektpartnern die Anforderungen an die kompakte Pumpe erarbeitet und Konzepte für eine Frequenzverdoppelungseinheit identifiziert. Im weiteren Verlauf wurde ein hybrides Konzept mit einer Resonator-basierten Frequenzverdoppelung entwickelt und das Funktionsprinzip mit einem Breadboard-Demonstrator experimentell bestätigt. Durch die Verwendung von integrierten Komponenten wurde eine hohe Frequenzstabilität des Demonstrators der kompakten Pumpe ermöglicht. In Kombination mit dem Einsatz neuartiger Aufbautechniken für den Resonator und einem optimierten Resonator- und Mechanikdesign konnten eine robuste fasergekoppelte Ausgangsleistung bis zu 250 mW bei einer Wellenlänge von 405 nm erreicht werden. Dieser Demonstrator wurde im Anschluss erfolgreich beim einem Projektpartner zur Erzeugung von verschränkten Photonen genutzt. Mit diesem Schritt wurde ein wichtiger Schritt in Richtung der Miniaturisierung und damit der Anwendung des Systems außerhalb von Laboren gemacht. Bei der TOPTICA konnte mit diesen Arbeiten wesentliche Techniken für die Überführung von wissenschaftlichen Laborlichtquellen mit vielen Freiheitsgraden hin zu kompakten, dediziert einsetzbaren Basiskomponenten für die beginnende Industrialisierung der Quantentechnologie erstmalig umgesetzt werden. Datei-Upload durch TIB
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    NEED: Nachhaltige Erhöhung der Datenkompetenz des wissenschaftlichen Nachwuchses in der Elektromobilproduktion
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-02-26) Kampker, Achim; Li, Rui Yan
    Das Forschungsprojekt NEED zielt primär darauf ab, die datenwissenschaftliche Expertise des akademischen Nachwuchses im Bereich der Elektromobilproduktion zu stärken. Hierzu ist ein intensiver Wissensaustausch zwischen den wissenschaftlichen Mitarbeitern der Helmut-Schmidt-Universität (HSU) in Hamburg, die Expertise im Bereich der Informatik aufweisen, und den wissenschaftlichen Mitarbeitenden des Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen vorgesehen. Dieser Austausch wird durch praktische Anwendungsfälle (Use Cases) angeregt, die den Einsatz von Machine-Learning-Techniken in der Fertigung von Elektromobilkomponenten thematisieren. Ziel innerhalb dieser Use Cases ist es, die Qualität der Produkte zu erhöhen und Ausschuss zu minimieren. Ein besonderer Schwerpunkt des Projektes liegt auf der Produktion von Batteriezellen, bedingt durch die vorhandene Datenbasis zu den Produktionsprozessen, die am PEM zur Verfügung steht.
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    Angewandte Künstliche Intelligenz (AKI)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025)
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    Verbundprojekt: Neue Wege im medizintechnischen Wassermanagement - Etablierung innovativer Methoden für die abwasserfreie Produktion durch energieeffiziente Behandlung von stark belasteten Prozesswässern aus der Membranherstellung (Med-zeroSolvent)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-04-28) Schalk, Thomas; Ahnert, Markus; Schubert, Sara; Jungmann, Dirk; Schnelle, Marie; Sievers-Liebschner, Jana; Waschull, Jörg; Karpf, Christian; Siebdrath, Nadine; Dutczak, Szymon
    Die Dialyse ist eine der wichtigsten Formen der Nierenersatztherapie. Weltweit gibt es gegenwärtig etwa sieben Millionen dialysepflichtige Patienten. Der Bedarf zur Dialyse wird weiterhin steigen, zum einen als Folge der Zunahme von akuten und chronischen Nierenerkrankungen, zum anderen durch die Verbesserung der Therapiebedingungen sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungs- und Schwellenländern, wobei in den letzten beiden Fällen noch erheblicher Bedarf besteht. Bei der Herstellung von Dialysemembranen werden Lösungsmittel wie Dimethylacetamid (DMAc) oder N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) eingesetzt. Ein großer Teil der Lösungsmittel kann zwar innerbetrieblich zurückgewonnen werden, bspw. durch Destillationsverfahren, dennoch fallen lösungsmittelhaltige Konzentrate und Abwässer an, die in externen Anlagen behandelt werden müssen. Durch die wachsende Bedeutung der Dialyse steigen sowohl der Ressourcenbedarf für die Herstellung von Dialysatoren als auch der Bedarf zur Behandlung der Reststoffe. Der Fokus des Projektes Med-zeroSolvent lag daher auf der Untersuchung von Möglichkeiten zur Senkung der bei der Abwasser- und Konzentratbehandlung entstehenden Emissionen und in der Minderung des Frischwasserbedarfs. Das Ziel bestand in der Entwicklung eines Verfahrens, mit dem lösungsmittelhaltige Abwässer vor-Ort biologisch aufbereitet und nach einer membranbasierten weitergehenden Behandlung einer innerbetrieblichen Nutzung zugeführt werden können. Dabei standen energiesparende naturnahe Lösungen (zweistufige Vertikalfilter), technische Biofilmverfahren (MBBR) und Anaerobverfahren im Fokus. Die im Rahmen der Verfahrensentwicklung durchgeführten Pilotversuche zeigen, dass die untersuchte Verfahrenskombination aus MBBR und Vertikalfilter geeignet ist, um die ge-stellten Anforderungen zu erfüllen, aber auch, dass die Kombination beider Verfahren nicht erforderlich ist. Durch eine angepasste Verfahrensführung lassen sich mit den Einzelverfahren gleichwertige Ergebnisse erzielen. Das im unbehandelten Prozesswasser enthaltene ökotoxikologische Potenzial wurde mit beiden Verfahren eliminiert. Zum Nachweis wurden verschiedene Biotests eingesetzt. Für die zur Wasserwiederverwendung erforderliche weitergehende Behandlung wurden trocken aufgestellte ionenselektive Membranmodule ausgewählt. Ein entscheidendes Kriterium bestand dabei in der Mi-nimierung der nach der biologischen Behandlung enthaltenen Rest-Nitratkonzentrationen. Zur Überwachung der DMAc-Konzentrationen im Kläranlagenzu- und -ablauf wurde eine onlinefähige UV/Vis-basierte Methode entwickelt. Die durchgeführten Anaerobversuche zeigten, dass NMP im Gegensatz zu DMAc als schwer anaerob abbaubar einzu-schätzen ist, so dass sich eine technische Realisierung für NMP zumindest als herausfordernd darstellt. Das entwickelte Verfahren kann modulweise in bestehende Anlagen implementiert werden. Das Kernstück bildet die biologische Behandlungsstufe. Art und Umfang der weitergehenden Aufbereitung richten sich nach dem Nutzungsziel. Die Implementierung kann sukzessive erfolgen. Im ersten Schritt wird das gereinigte Abwasser nach der biologischen Behandlung direkt oder indirekt eingeleitet. Diese Vorgehensweise wurde für das Werk Berggießhübel gewählt, für das gegenwärtig die Errichtung eines zweistufigen Vertikalfilters vorbereitet wird. Die Wiederverwendung von biologisch behandeltem Abwasser kann über das Modul Umkehrosmose realisiert werden, zunächst in periphere Systeme ohne direkten Kontakt zur Faserherstellung. Für die Rückführung in den direkten Produktionsprozess ist zusätzlich die Einbeziehung vorhandener Anlagen zur Wasserrückgewinnung sinnvoll. Das größte Potenzial zur Wasserwiederverwendung besteht allerdings bei Betrieben ohne Lösemit-tel- und Wasserrückgewinnung, da größere Wassermengen im Umlauf sind. Die naturnahe biologische Behandlung von verdünnten DMAc-Gemischen führt zur Senkung der externen Entsorgungskosten und, im Fall eines der untersuchten Modellstandorte, zur Verringerung des Elektroenergiebedarfs um 26,4 MWh/a durch Stilllegung der gegenwärtig zur Abwasservorbehandlung genutzten Destillationsanlage. Durch die Mit-behandlung von DMAc in anaeroben Stabilisierungsanlagen kann Biogas erzeugt werden. Voraussetzungen sind eine technische Lösung für die sichere Einspeisung in die Faulung und der innerbetriebliche Rückhalt von produktionsbedingten Kunststoffeinträgen in das Abwasser. Das Energiepotenzial der am Modellstandort anfallenden Konzentrate liegt bei insgesamt 335 MWh/a. Daraus können 111 – 134 MWh/a an elektrischer Energie erzeugt werden. Damit wird ein bisher entsorgtes Abfallprodukt in einen bewirtschaftungsfähigen Energielieferanten umgewandelt. Im Rahmen des Projektes wurden anwendungsbereite Verfahren zur Behandlung von Ab-wässern aus der Membranherstellung entwickelt. Der erfolgreiche Lösungsmittelabbau wurde sowohl im Labor- als auch im Pilotmaßstab nachgewiesen. Der Industriepartner betreibt Vorbereitungen zur Implementierung einer Abwasserbehandlungsanlage in seinen Produktivprozess. Die Herangehensweise der Verfahrensentwicklung ist auf andere Industrieprozesse übertragbar. Datei-Upload durch TIB
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    Verbundprojekt: Wettbewerbsfähiger deutscher Quantenrechner (CoGeQ) - Teilvorhaben: Quantengatter, Diamantmaterialien und Ausleseverfahren für einen spinbasierten Quantenrechner
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-03-11) Plenio, Martin; Jelezko, Fedor
    Ziel des Gesamtprojekts war es, einen QC-Prozessor zu einem industriellen tragbaren QC bei Raumtemperatur mit 24+ Qubits herzustellen und eine Roadmap, um einen QC mit 1000+ Qubits zu präsentieren. In diesem Projekt werden wir die Skalierbarkeit zeigen und - Demonstratoren mit 8+ voll kontrollierten Qubits aufbauen, - Quantenalgorithmen mit vollständig parallelen 2-Qubit-Gate-Operationen bei einer Wiedergabetreue von >99,5 % und einer Auslesetreue von >95 % für alle Qubits darstellen, sowie - eine Cloud-Anbindung im HPC/QC-Hybridmodus mit Fernzugriff herstellen
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    Projekt MYTHBUSTER
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025)
    Das Ziel des Projekts MYTHBUSTER war es, Best Practices aus dem Bereich Cybersicherheit genauer zu betrachten und Mythen zu entlarven, die bis weilen als Ratschläge für mehr Sicherheit unhinterfragt in Fachkreisen kursieren. Da es sich bei der Bewertung nicht um schlichte Maßnahmenvorschläge handelt, die vom Kontext losgelöst betrachtet werden können, wurden Umgebungsparameter wie die Nutzendenklasse, der konkrete Anwendungsfall (das Szenario) und konkrete Angreifermodelle in die Bewertung mit einbezogen. Datei-Upload durch TIB
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    Zukunftscluster MCube: Testkreuzung für urbanes automatisiertes und vernetztes Fahren
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025) Bogenberger, Klaus; Althoff, Matthias
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    Transdisziplinäre Mehrfachnutzung von Rohfaser und Rohprotein klimaresilienter Fruchtarten über selektive Ernte- und Aufbereitungsverfahren in ressourcenschonenden Farming-Systemen mit Recycling des Stickstoffs (MEFAP)
    (2026-04-21) Thümmler, Katrin; Winkler, Max; Janßen, Hauke
    Als Ausgangspunkt für die Beteiligung des IPHC am WIR-Projekt MEFAP kann die angestrebte stoffliche Nutzung landwirtschaftlicher Reststoffe mit hohen Cellulosegehalten zur Herstellung von Zellstoff angesehen werden. Dazu war zunächst eine umfangreiche Analyse der Rohstoffe erforderlich. Ausgehend von der ursprünglichen Aufgabenstellung wurden im Rahmen des Projektes ausgewählte Ausgangsmaterialien (Hanf, Hirse, Kichererbse, Luzerne, Maisstängel, Öllein, Roggen, Sojastroh und Sonnenblume) mit am IPHC etablierten Methoden der nasschemischen Pflanzenanalytik charakterisiert. Damit war sowohl eine Grundlage für das Aufzeigen möglicher stofflicher Nutzungen geschaffen als auch ein Methodenvergleich mit den Analysen der Projektpartner möglich. Mit einigen Rohstoffen (Hanf, Öllein und Roggen) wurde am IPHC bereits im Rahmen anderer Vorhaben gearbeitet. Für die Herstellung von Zellstoff, welcher sowohl für die Herstellung von Papier und Verpackungsmaterialien als auch zur Gewinnung textiler Rohstoffe für das Lyocell-Verfahren verwendet werden kann, wurden zwei schwefelfreie Verfahren angewendet, das bereits etablierte Soda-Verfahren und das modifizierte Acetosolv-Verfahren. Mit beiden Aufschlüssen konnte spinnbare Cellulose erzeugt werden.