Was in TU-Köpfen so vorgeht: Wind-Energie als Wasserstoff speichern.
Nieten, Verkehrswende und der Fund eines Superkristalls.
Die Professoren, Dozenten und Studenten der Technischen Universität Hamburg (TUHH) haben zum Jahresende/Jahresanfang die erfolgreichen Ergebnisse einer Reihe von Studienprojekten, Arbeiten und Prüfungen vorgestellt, Ergebnisse, die auch mit diversen Preisen ausgezeichnet wurden. Hier in der Zusammenfassung einige Beispiele.
Häfen, Schiffe und Container haben Charme, findet die Oberingenieurin Ann-Kathrin Lange. Seit 2013 forscht und lehrt die Wissenschaftlerin am Institut für Maritime Logistik. Für ihr Engagement und ihre individuellen Lehrmethoden wurde Lange nun von ihren Studierenden für den Wettbewerb „Hervorragende akademische maritime Lehre“ vom Deutschen Maritimen Zentrum e.V. nominiert. Ann-Kathrin Lange belegte dort den 3. Platz und ein Preisgeld in Höhe von 500 Euro.
Um aus einzelnen Teilen Flugzeuge zu bauen, werden allein in der europäischen Luftfahrtindustrie pro Jahr insgesamt 150 Millionen Bohrungen für Nietverbindungen angefertigt. Zwei Drittel davon per Hand, und dabei dürfen dem Personal keine Fehler passieren. Um die Sicherheit im Flugzeugbau zu gewährleisten, werden daher sämtliche Nietbohrungen mit hohem Zeit- und Kostenaufwand auf ihre Qualität geprüft und bei Bedarf nachgebessert. Der Einsatz von maschinellem Lernen kann künftig die Lösung für dieses aufwendige Verfahren sein. Die notwendigen Methoden für das automatisierte Vermeiden von Fehlern und die Sicherung der Bohrqualität hat der Student Samuel Bender am Institut für Produktionsmanagement und -technik (IPMT) unter Betreuung von Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Hintze und seines wissenschaftlichen Mitarbeiters Jan Mehnen entwickelt.
Der Appetit der Menschen auf leckeren Fisch steigt. Fische in Aquakulturen zu züchten ist eine gute Möglichkeit, der drohenden Überfischung der Meere entgegenzuwirken. Aquakulturen bergen aber auch die Gefahr, dass sich leicht Krankheiten ausbreiten. Spezielle Mikroalgen sind die Lösung für dieses Problem. Mit ihrer Hilfe können Fische natürlich und nachhaltig gezüchtet werden. Wie das geht, weiß die stellvertretende Projektkoordinatorin Sarah Löhn vom Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft. Ob die Mikroalgen eine bioaktive Wirkung gegen Krankheitserreger aus der Fischzucht haben, sogenannte pathogene Keime, wird zuvor in Screenings im Labor in vitro, also nicht an lebenden Fischen, getestet. Das AquaHealth-Projekt wird vom ERA-Net BlueBio Cofund on the Blue Bioeconomy finanziert und von Prof. Kerstin Kuchta von der TU Hamburg koordiniert.
„Wir sind jung, kritisch gegenüber tradiertem Wissen, und stecken voller Ideen für den Verkehr der Zukunft“, sagt Dr.-Ing. Sören Christian Trümper, Absolvent des Instituts für Verkehrsplanung und Logistik. Über Konferenzen und Social Media lernte der ehemalige TU-Doktorand Wissenschaftler verschiedener Hamburger Universitäten kennen und stellte mit diesen kurzerhand die frei zugängliche Schriftenreihe „Hamburg Transport Insights“ auf die Beine. Ihr gemeinsames Ziel ist es, über Fachgrenzen hinweg Veränderungen im Verkehrssektor anzustoßen.
Smartphones mit großflächigen Glasgehäusen und Displays überzeugen zwar optisch, sind aber auch sehr anfällig für Risse und Kratzer. Um diese Schäden künftig zu vermeiden, bräuchte es ein Material, das die Härte eines Diamanten und die Verformbarkeit eines Metalls vereint. Ein Material, das dem Fund des heiligen Grals der Strukturmaterialien gleich käme. Professor Gerold Schneider und weitere Hamburger Materialforscher haben nun gemeinsam mit der University of California, Berkeley, ein Hybridmaterial, einen so genannten Superkristall entwickelt, der diesem Ziel näher kommt. Damit könnte die Technik auf Gebieten wie der Elektronik, Photonik oder auch Energiespeicherung künftig kostengünstiger, robuster oder auch funktionaler werden. Das Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des TU-Sonderforschungsbereichs 986 „Maßgeschneiderte multiskalige Materialsysteme“ mit insgesamt 14 Millionen Euro gefördert.
Was im Kopf und Herz so vorgeht, ist von Außen betrachtet nicht wirklich klar erkennbar. Das kann im persönlichen Miteinander manchmal von Vorteil sein, ist aus der medizinischen Perspektive betrachtet aber ein Problem. Unbeobachtet können sich Krankheiten wie Herzinfarkte oder Schlaganfälle schleichend ihren Weg bahnen und unerwartet ausbrechen. Professor Tobias Knopp (TU und Universitätsklinikum Eppendorf) will diesem Problem entgegenwirken. Am Institut für Biomedizinische Bildgebung entwickelte er gemeinsam mit seinem Forschungsteam ein neues tomographisches Bildgebungsverfahren, das sogenannte „Magnetic-Particle-Imaging“ (MPI).
Schiffe orten, Flughöhen berechnen und Raser auf der Autobahn blitzen: Radare nehmen immer häufiger einen wichtigen Platz in der modernen Technik ein. Im medizinischen Bereich hingegen wird die kontaktlose Radartechnik momentan noch nicht eingesetzt. „Dabei hätten Funksensoren ein großes Potenzial, medizinische Untersuchungen komfortabler, sicherer und effizienter zu gestalten“, meint Professor Alexander Kölpin. Auch aus aktuellem Anlass während der Corona-Pandemie sei ein Einsatz der Technik sinnvoll, sagt Kölpin. „In Verbindung mit der von uns gemessenen Herzkreislauf- und Atemtätigkeit kann die Temperatur kontaktlos ermittelt werden.“
Die rund 35 Offshore-Windparks vor Deutschlands Nord- und Ostseeküsten lieferten 2019 etwa 26 Terawattstunden Strom. Genug, um die Stadt Hamburg zwei Jahre lang mit Strom zu versorgen. Das Problem: Weht zuviel Wind, geht ein Teil der potenziellen Energie verloren, weil die Anlagen abgeschaltet werden, sobald mehr Strom erzeugt als benötigt wird. Um Windenergie künftig auch wetterunabhängig optimal nutzen zu können, soll sie in Form von Wasserstoff gespeichert und an Land weiter verwendet werden. Ein Verbundprojekt entwickelt die passenden Technologien und Methoden, um Offshore-Windräder durch eine Einrichtung zur Wasserstofferzeugung zu erweitern. Indem aus dem überschüssigen Wind künftig Wasserstoff erzeugt wird, erhöht sich die Ausbeute der Windkraft. Wasserstoff wird zum Speichermedium für Windenergie werden. Gefördert wird das Vorhaben mit insgesamt 1,5 Millionen Euro durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF).
Seit über einem Jahr fährt das autonome TaBuLa-Shuttle durch die Lauenburger Straßen. Nun hat der selbstfahrende Elektrobus mit Laura eine neue Kollegin dazu gewonnen. Bei Laura handelt es sich allerdings weder um eine Co-Pilotin noch um eine Fahrgastbetreuerin. Laura ist ein kleiner Transportroboter und steht für Lauenburgs Automatisierte Roboter Auslieferung. In Zukunft soll sie völlig selbstständig die Behördenpost der Stadt ausliefern. Entwickelt, programmiert und gebaut wurde Laura am Institut für technische Logistik an der Technischen Universität Hamburg. Das Institut für Verkehrsplanung und Logistik ist für die logistischen Prozesse hinter dem Projekt und die Projektkoordination verantwortlich.
Der Transportroboter befindet sich seit Ende letzten Jahres in der Testphase. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur im Rahmen der Förderrichtlinien „Automatisiertes und vernetztes Fahren“ und „Ein zukunftsfähiges, nachhaltiges Mobilitätssystem durch automatisiertes Fahren und Vernetzung“ mit 3,7 Millionen Euro gefördert.
