Forschungsberichte Pflichtabgabe (BMFTR, BMWE…)

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    ComeMINT-Netzwerk - fortbilden durch vernetzen - vernetzen durch fortbilden. Gelingensbedingungen adaptiver MINT-Fortbildungsmodule in Community Networks; Teilprojekt Universität Duisburg-Essen : Sachbericht der Universität Duisburg-Essen im Rahmen des Forschungs-, Innovations- und Transferprojekts "Kompetenzzentrum für digitales und digital gestütztes Unterrichten in Schule und Weiterbildung im MINT-Bereich"
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-12-30) Rumann, Stefan; Wolfswinkler, Günther; Lipke, Charlyn; van Ackeren-Mindl, Isabell; Ropohl, Mathias; Beck, Nathalie; Brinda, Torsten; Kramer, Matthias; Barzel, Bärbel; Schacht, Florian; Ebers, Patrick
    Der Verbund ComeMINT-Netzwerk wurde konsortialführend von der Universität Duisburg-Essen (UDE) geleitet. Hier waren das projektfinanzierte Projektmanagement (PM) und die fachüber- greifende Koordination bzw. der Bereich Inklusion und die beiden Teilprojekte (sog. ComeNets) Mathematik und Informatik/Informatische Grundbildung angesiedelt. Ziel war die forschungs- basierte Entwicklung prototypischer, fachlich fundierter und digitalisierungsbezogener Professionalisierungskonzepte für MINT-Lehrkräfte und Multiplikator*innen. Hauptergebnisse waren die durch die ComeNets Informatik/Informatische Grundbildung und Mathematik entwickelten Fortbildungsmodule. Das ComeNet Informatik/Informatische Grund- bildung entwickelte ein neues Modul "Unterrichtsmaterial barrierefrei erstellen ‐ Dokumentbestandteile, OER, CC‐Lizenzen". Darüber hinaus wurde bestehende Module weiterentwickelt und in verschiedenen Lehrkräftefortbildungen evaluiert (insgesamt sieben). Das ComeNet Mathematik konzipierte in Zusammenarbeit mit der TU Dortmund eine sechsteilige Fortbildungsreihe, die sich aus fünf schulformspezifischen Modulen für Lehrkräfte der Sekundarstufen und einem schulformübergreifenden Modul für die Primarstufe zusammensetzt (s. Sachbericht Kap. II, 2.1.4). Ein besonderer Fokus lag bei beiden ComeNets auf dem Querschnittsthema Inklusion, bei der Informatik auch auf Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Das dritte Teilprojekt an der UDE, die fachübergreifende Koordination bzw. der Bereich Inklusion, entwickelte ein eigenes Fortbildungsmodul zur Inklusion, welches eine umfangreiche Sammlung an Unterrichts-vignetten umfasst. Darüber hinaus beriet das Teilprojekt alle ComeNets des Verbundes bezüglich der barrierearmen Gestaltung von Lehr-Lern-Materialien. Um die Grundlagen für die fachübergreifende Zusammenarbeit verbindlich für das Verbundvorhaben zu definieren wurde ein „Handout zur MINTerdisziplinären Zusammenarbeit“ (abrufbar unter: https://uni-duisburg-essen.sciebo.de/s/D99PGsrZw7Xmgfy) entwickelt. Bestandteile waren die relevanten Kompetenz- und Orientierungsrahmen, die Einbindung von Querschnitts-themen wie Inklusion und BNE, Aufbau und Standards des Forschungsdatenmanagement u. w. sowie Kurzdarstellungen und (Teil-)Ergebnisse der ComeNets und Informationen zur infra-strukturellen Seite der Dissemination (OER Metaportal). An der Genese des Handouts war die UDE in verschiedenen Rollen beteiligt: Koordinierend durch das PM, federführend und die Fachliche Leitung / Bereich Inklusion“ und durch die fachliche Expertise der ComeNets Informatik/Informatische Grundbildung und Mathematik.
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    Teilvorhaben: Miniaturisierte, frequenzstabilisierte 808nm Lasersysteme für CV-QKD Anwendungen; Verbundprojekt: Rauscharme Laser für Quantenschlüsselaustausch mit kontinuierlichen Variablen - QuNET+LORELAY
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04-30) Bachmann, Alexander; Semtsiv, Mykhaylo
    [no abstract available]
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    Plattformtechnologie zur Produktion bestandsspezifischer Bakteriophagenlösungen für die Geflügelhaltung (Akronym: Propha)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04-30) Jung, Arne; Kittler, Sophie; Peh, Elisa; Plötz, Madeleine; Pollehne, Anna; Visscher, Christian; Wolkers, Willem
    [no abstract available]
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    ProPair - Kontext-basierte Vertrauensinitialisierung telemedizinischer Kleinstgeräte
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04-27) Weber, Lukas; Lammers, Daniel
    [no abstract available]
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    Biobasierte reaktive urethanfreie Hotmelts - Akronym: BioRUHM
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04-30) Heider, Roland; Bollmann, Timo; Lüttke, Jens; Kämpfer, Lutz; Richter, Katharina; Albinsky, Kerstin; Windler, Christin
    [no abstract available]
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    Innovation in Prüfverfahren und Entwicklung zur Aufwandsreduzierung für zukünftige strukturelle Batteriesysteme (PEAk-Bat)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04-30) Ziegan, Philipp
    Der Abschlussbericht zum Verbundvorhaben „PEAk‑Bat – Innovation in Prüfverfahren und Entwicklung zur Aufwandsreduzierung für zukünftige strukturelle Batteriesysteme“ (FKZ 16BZF359D) beschreibt die Analyse, Entwicklung und Erprobung neuer Prüf‑ und Bewertungskonzepte für strukturell integrierte Hochvoltbatteriesysteme. Im Projekt wurden zunächst aktuelle und zukünftige Batteriesystemarchitekturen – einschließlich Cell‑to‑Chassis‑Ansätzen – sowie die regulatorischen Anforderungen (u. a. UN ECE R100, GB 38031) systematisch untersucht und in einer Anforderungsdatenbank aufbereitet. Darauf aufbauend wurden Produktanforderungen an Zellen (21700‑Rundzelle und Pouch‑Zelle), normative Vorgaben für die mechanische Absicherung struktureller Konzepte sowie Methoden zur Berücksichtigung zusätzlicher Lastfälle (Torsion, Scherung, multi‑axiale Schwingung) erarbeitet. Ein zentrales Ergebnis ist die Anpassung und der Umbau bestehender Prüfstände für Integritäts‑ und Vibrationsversuche an strukturell integrierten Batteriesystemen einschließlich neuer Anbindungskonzepte. Mechanische Integritätsprüfungen bis 200 kN Seitenlast zeigten keine kritische Intrusion in die Batteriewanne, machten jedoch die starke Wechselwirkung mit der Fahrzeugkarosserie deutlich. Vibrations- und Schockversuche offenbarten eine hohe Sensitivität gegenüber struktureller Steifigkeit und Befestigungsauslegung. Parallel wurden Simulationsmodelle für Crash- und Integritätslastfälle entwickelt und anhand der Versuche validiert. Sie erwiesen sich als sehr geeignet für frühe Entwicklungsphasen, können physische Prüfungen jedoch aktuell nicht vollständig ersetzen. Die Projektergebnisse schaffen eine wichtige Grundlage für die Weiterentwicklung von Prüfmethoden, Prüfinfrastrukturen und simulationsgestützten Absicherungskonzepten sowie für zukünftige Normungs- und Standardisierungsaktivitäten zu strukturellen Batteriesystemen.
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    Verbundvorhaben: EnOB: EnHoF - Entwicklung einer gasgefüllten Hochleistungs-Folienwärmedämmung
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04-30) Manara, Jochen; Arduini, Mariacarla; Beck, Andreas; Stark, Thomas; Vidi, Stephan; Popp, John; Ullerich, Leslie; Hartmann, Jürgen; Bruch, Susanne; Kappen, Remko; Vongsingha, Puttakhun; Böke, Jens; Suwannapruk, Natchai; Spieker, Thomas; Hörsting, Alexander
    Im Rahmen des durchgeführten Projektes EnHoF wurden gasgefüllte Hochleistungs-Folienwärmedämmungen entwickelt. Diese Folienwärmedämmungen können Energieeffizienzpotenziale in Gebäuden und bei Warmwasserspeichern sowie bei der energetischen Gebäudesanierung erschließen. Dabei handelt es sich um Foliensysteme auf Basis von Infrarot-transparenten Luftpolsterfolien, welche durch die enthaltenen Luftpolster definierte Abstände zwischen Infrarot-reflektierenden Folien sicherstellen. Durch diese Art der Hochleistungswärmedämmung können bei geringerem Flächengewicht und in ausgewählten Anwendungen mit begrenztem Bauraum konkurrenzfähige thermische Kennwerte erzielt werden. Außerdem ist die flexible Einbringung in Fassaden (z. B. als Zwischensparrendämmung) und an Wärmespeichern (Anpassung an die abgerundete Form der Warmwasserspeicher) möglich. Die Bearbeitung des Projektes erfolgte in enger Kooperation zwischen den Projektpartnern Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS), SUNSET Folien GmbH, Priedemann Fassadenberatung GmbH und STIEBEL ELTRON GmbH & Co. KG sowie den Unterauftragnehmern Neveon Austria GmbH, Hochschule für Technik Stuttgart (HFT Stuttgart) und Center for Applied Energy Research e.V. (CAE). Im Projekt konnte durch den Einsatz von Infrarot-reflektierenden Zwischenlagen der Strahlungsanteil des Wärmetransports deutlich reduziert werden und durch eine Schwergasfüllung die Gaswärmeleitung wesentlich gesenkt werden. Durch eine Optimierung der Luftpolsterfolien wurde außerdem die Festkörperwärmeleitfähigkeit verringert. Insgesamt konnte die Wärmeleitfähigkeit von Luft-gefüllten Systemen mit low-e-Zwischenlagen auf 29 mW/(m·K) vermindert werden, während Argon-befüllte Muster Wärmeleitfähigkeiten von 21 mW/(m·K) erzielten. Für Krypton-befüllte Muster konnten sogar Wärmeleitfähigkeiten von 14 mW/(m·K) erreicht werden. Das Projekt hat somit die technische Machbarkeit im Labor und in Demonstratoren gezeigt. Die industrielle Umsetzung hängt nun maßgeblich vom Up-scaling der Schwergasbefüllung und der Konfektionierung der Folienwärmedämmung ab.
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    SPINAID - KI-gestützte Segmentierung und digitale Nachsorge zur verbesserten klinischen Versorgung bei primären spinalen Knochentumoren
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-05-04) Lenga, Pavlina
    [no abstract available]
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    Verbundprojekt: SmartBOND - Fügen von innovativen Materialien in der schiffbaulichen Fertigung mittels automatisiertem Klebeprozess - Teilprojekt: Vorgabenerstellung für den erfolgreichen Einsatz; Demonstration am Beispiel "Mobiles Kleben an Bord von Megayachten"
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04) Brehme, Andreas
    Gesamtziel des Projektvorhabens SmartBOND war die Erarbeitung und Validierung von technologischen und organisatorischen Lösungen im Rahmen des Einsatzes automatisierter Klebtechnik im Schiffbau. Insbesondere sollten durch den Einsatz und die Etablierung der automatisierten Klebtechnik eine Steigerung der Produktqualität, Produktivität erzielt sowie gesunde und attraktive Arbeitsbedingungen geschaffen werden. Fragen der Produktqualität sollten sich auf die Reproduzierbarkeit (durch Automation) beziehen und somit den Teil menschlicher Fehler reduzieren. Das A&R-Teilvorhabens fokussierte sich auf die Ausarbeitung des detaillierten Anforderungsprofils für einen erfolgreichen Einsatz automatisierter Klebtechnologie im Schiffbau und die Demonstration der entwickelten Technologie zum automatisierten Verkleben von Bauteilen an Bord, oder unter bordähnlichen Bedingungen (Demonstrator), von Luxusyachten/Spezialschiffen. Das Teilprojekt von A&R, bei dem die Demonstration von automatisiert verklebten Beulsteifen und Heißaugen realisiert wurde, konnte im geplanten Zeitfenster abgeschlossen werden. Kleine Verschiebungen durch Zeitverzüge bei der Zurverfügungstellung der Robotertechnik führten zu einer geringen Laufzeitverlängerung, die kostenneutral realisiert wurde.
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    Vertrauenswürdige Entstörung von Energienetzen mittels echtzeit-fähiger Edge-Komponenten - Akronym: VE4; Teilvorhaben Meanwave: Verbesserung der Power Quality im verteilten System mittels edge-ready aktiven supraharmonischen Netzfiltern
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04-29) Wild, Benjamin; Tolle, Stefan
    Im Forschungsprojekt VE4 – Vertrauenswürdige Entstörung von Energienetzen mittels echtzeitfähiger Edge-Komponenten stand die gezielte Verbesserung der Netzqualität in industriellen Energieversorgungsnetzen durch den Einsatz aktiver Netzfilter in einem verteilten Kompensationssystem im Mittelpunkt. Hintergrund war die zunehmende Belastung industrieller Netze durch nichtlineare Verbraucher, moderne Frequenzumrichter und leistungselektronische Konverter, die ein räumlich und zeitlich komplexes Störspektrum erzeugen. Diese Störungen äußern sich insbesondere in Oberschwingungen, transienten Effekten und EMV-relevanten Beeinträchtigungen und wirken sich häufig netzweit aus. Klassische, zentral ausgelegte Kompensationsansätze stoßen unter diesen Bedingungen an ihre Grenzen, da sie lokale Störquellen nur unzureichend adressieren und dynamische Änderungen im Netz kaum berücksichtigen können. Vor diesem Hintergrund wurde im Projekt ein dezentrales, verteiltes Kompensationskonzept entwickelt, bei dem mehrere aktive Power Nodes adaptiv und durch künstliche Intelligenz (KI) koordiniert im industriellen Versorgungsnetz als aktive Maßnahme eingesetzt werden. Ziel war es, Störungen nicht nur an einzelnen Einspeisepunkten zu reduzieren, sondern die Spannungsqualität über das gesamte Netz hinweg nachhaltig zu stabilisieren. Zentrale Voraussetzung für dieses verteilte Filterkonzept ist eine hochauflösende und zeitsynchrone Erfassung der Netzgrößen an unterschiedlichen, strategisch relevanten Punkten. Hierzu wurden Sensorknoten entwickelt, die direkt in den einzelnen Netzsegmenten installiert werden können. Sie erfassen kontinuierlich relevante Parameter wie Spannungen, Ströme und Oberschwingungsanteile und stellen diese Informationen in Echtzeit für die KI-gestützte Filterregelung auf dem Edge Device bereit. Dadurch wird eine netzweit verteilte Sicht auf das Störgeschehen ermöglicht, die deutlich über punktuelle Messungen hinausgeht. Die Auswertung und Verarbeitung der Messdaten erfolgten dezentral auf robusten Edge Devices. Diese Architektur erlaubt es, die aktiven Power Nodes lokal und mit minimalen Reaktions- zeiten anzusteuern und gleichzeitig die vollständige Kontrolle über die sensitiven Netzdaten bzw. der Kompensation zu behalten und somit einen verteilten, aber dennoch vertrauens- würdigen Ansatz zur aktiven Netzstabilisierung zu schaffen. Gleichzeitig werden die einzelnen Filter nicht isoliert betrieben, sondern mittels einer Ethernet basierten edge-ready Schnittstelle als Teil eines koordinierten Kompensationssystems, das seine Wirkung über mehrere Netzbereiche hinweg entfaltet. Durch diese verteilte Anordnung können Störungen gezielt dort kompensiert werden, wo sie entstehen oder sich besonders kritisch auswirken.
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    Verbundprojekt 05H2021 - R&D BESCHLEUNIGER (TOSCA): Optimierung der Prozessierung von Cavity-Materialien durch Agenzien-freie Laser-Politur
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-04-23) Lützenkirchen-Hecht, Dirk
    [no abstract available]
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    BonaRes - Modul A, Phase III: Soil³ - Nachhaltiges Unterbodenmanagement, Teilprojekt G
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04-29) Schweitzer, Kathlin; Kautz, Timo
    Schwerpunkte des Projektes waren Untersuchungen zur Nachhaltigkeit der mechanischen Unterbodenlockerung in Furchen mittels Soil3-Verfahren, speziell unter den Standortbedingungen des Nordostdeutschen Tieflandes (Teil 1) und zum Potenzial der biologischen Unterbodenlockerung unter verschiedenen Standort- und Anbaubedingungen (Teil 2). Im Teil 1 erfolgten für einen trockenen Sandstandort (Thyrow, Brandenburg) Auswertungen zum Einfluss der Unterbodenlockerung auf Ertrag, Ertragsvariabilität und Nährstoffgehalte von Silomais und Winterroggen sowie auf Bodennährstoffgehalte, insbesondere Nmin, Bodenfeuchteverlauf und Durchdringungswiderstand des Bodens. Das Verfahren Unterbodenlockerung wurde in zwei On-Farm-Versuchen evaluiert. Im Teil 2 erfolgte die Einschätzung des Luzerneanbaus als Beitrag zur biologischen Unterbodenlockerung unter realen landwirtschaftlichen Bedingungen hinsichtlich Bioporenbildung, Förderung von Regenwurmpopulationen, Auswirkungen auf die Ernteerträge und ihres Einflusses auf die Populationen pflanzenparasitärer Nematoden. Nutzen und Kosten der biologischen Unterbodenauflockerung wurden gegenübergestellt.
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    Verbundprojekt 05H2021 (ErUM-FSP T04); Thema: Run 3 von LHCb am LHC: Betrieb der Realtime Analyse und Datenmanagement
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-01-20) Neubert, Sebastian
    Das LHCb Experiment am Large Hadron Collider am CERN untersucht die Physik der Starken und Schwachen Wechselwirkungen mit dem Ziel unser Verständnis für den Aufbau der Materie und Ihrer Wechselwirkungen im Bereich der Flavorphysik zu vertiefen. Hierfür wurde der Detektor in den vergangenen Jahren mit neuen Subsystemen ausgestattet. Eine kritische und innovative Komponente dieses Upgrades ist das vollständig in Software implementierte Triggersystem, genannt Realtime Analysis RTA. Die Bonner LHCb Gruppe beteiligt sich mit Arbeiten zur Datenverarbeitung an der Inbetriebnahme dieses neuen Systems. Hierzu wurden Interfaces entwickelt um den Zugriff von Forschenden auf die im Experiment gesammelten Daten effizient und flexibel zu gestalten. Im Rahmen des Projektes wurde ein neuer zukunftsweisender Ansatz zur Verfügbarmachung der Daten im Open Data Format entwickelt und erste Prototypen dieses Systems implementiert.
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    Projekt: RILKOSAN - Resiliente Kommunikationssysteme mit hoher Verfügbarkeit von Netzen und Geräten
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-04-29) Mulhem, Saleh; Berekovic, Mladen; Eisenbarth, Thomas; Ewert, Christian; Foudhaili, Wadid; Heller, Jonah
    Das Fördervorhaben RILKOSAN hat zum Ziel, die Robustheit digitaler industrieller Kommunikationssysteme nachhaltig zu verbessern. Erreicht werden soll dies durch den Aufbau und die gezielte Verknüpfung verschiedener Resilienzkomponenten sowie deren Einbettung in gesicherte Systemarchitekturen und überwachte Betriebsumgebungen. Einen zentralen Stellenwert nimmt die Stärkung der Ausfallsicherheit und Verfügbarkeit industrieller Kommunikationsinfrastrukturen samt den angebundenen Endgeräten ein. Ein wesentliches Anliegen dabei ist die Verkürzung von Wiederherstellungszeiten nach Betriebsstörungen oder gezielten Angriffen. Zu diesem Zweck werden unterschiedliche Sicherheits- und Robustheitslösungen miteinander verknüpft, darunter hardwaregestützte Sicherheitsmodule (L-HSM), KI-basierte Systeme zur Angriffs- und Eindringlingserkennung (Intrusion Detection) sowie intelligente Mechanismen zur automatisierten Systemwiederherstellung. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt gilt der Konzeption leistungsfähiger Verfahren, die einen nahtlosenWechsel zwischen verschiedenen Kommunikationsinfrastrukturen ermöglichen. Parallel dazu werden selbstorganisierende Kommunikationsmechanismen im Bereich der sogenannten Operational Technology (OT) entwickelt und erprobt. Die erarbeiteten Ansätze zur Resilienzsteigerung sollen abschließend in praxisnahen industriellen Einsatzszenarien – insbesondere in der Prozessindustrie sowie im Rahmen von Industrie 4.0 – validiert werden. Darüber hinaus strebt das Projekt an, die gewonnenen Erkenntnisse in die Gestaltung künftiger Kommunikationsplattformen, vor allem im Bereich 6G, einfließen zu lassen.
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    Miniaturisiertes H2-Sensorik-System zur Sicherstellung der Akzeptanz von Brennstoffzellen-Antrieben (HySABi); Teilvorhaben: Entwicklung und Test einer miniaturisierten H2-Sensorik für Brennstoffzellen-Antriebe
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025) Wöllenstein, Jürgen; Schmitt, Katrin; Benkendorf, Mike; Pernau, Hans Fridtjof; Yurchenko, Olena; Jägle, Martin
    Die derzeitigen Fortschritte in Wissenschaft und Technik konzentrieren sich auf die Entwicklung innovativer Systeme zur Wasserstoffdetektion, insbesondere in Brennstoffzellen-Antrieben. Im Rahmen des Projekts HySABi wurde ein miniaturisiertes H2 Sensorsystem konzipiert, um die Sicherheit und Akzeptanz von Brennstoffzellen-Antrieben zu gewährleisten. Die Zielsetzung der Untersuchung bestand darin, ein zuverlässiges und kosteneffizientes Sensorsystem zur Messung der H2-Konzentration zu schaffen, um Risiken von Zündungen und Explosionen zu minimieren. Die angewandte Methode umfasste die Kombination von zwei komplementären Messkonzepten, die in einem MEMS (Mikro-Elektro-Mechanisches System) integriert wurden. Dabei wurden thermische Simulationen erstellt und verschiedene Sensordesigns getestet. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten, dass die entwickelten Sensoren eine hohe Sensitivität und Stabilität aufweisen, auch unter variierenden Bedingungen. Der Palladium-Funktionalisierte Katalysator Ni0.5Co2.5O4 zeigte eine ausgeprägte Empfindlichkeit gegenüber H2. Die Forschungsergebnisse bieten Potenzial für zukünftige Entwicklungen in der Sensorik und Wasserstofftechnologie. Die entwickelten Sensoren könnten nicht nur für die H2-Detektion, sondern auch für andere brennbare Gase von Bedeutung sein. Die Ergebnisse sind Grundlage für weitere Forschungsprojekte. Eine Evaluierung des Sensors zur Marktreife läuft Bei Infineon und Vitesco bereits.