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Schlussbericht des Teilvorhabens
Get PDFDas Forschungsprojekt VE⁴ beschäftigte sich mit der Verbesserung der Netzqualität und der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) in industriellen Energieversorgungsnetzen durch maschinell lernende, aktive Filterkonzepte. Angesichts des steigenden Einsatzes nichtlinearer Verbraucher und leistungselektronischer Konverter wurde ein ganzheitliches System aus innovativer Sensorik, lokaler Edge-Infrastruktur und KI-basierten Steuerungsverfahren entwickelt. Kernstück ist ein Algorithmus auf Basis der Bayesian Optimization mit Gaussian Processes, der mit Hilfe dezentral platzierter Sensorknoten hochauflösende, zeitsynchrone Messdaten vor Ort verarbeiten und somit aktive Filter dynamisch und zuverlässig regeln kann. Praxistests mit einem Demonstrator im Siemens-Labor sowie Feldmessungen bei BASF Ludwigshafen belegen die hohe Anpassungsfähigkeit, Robustheit und Effizienz der Lösung - insbesondere bei komplexen und stark schwankenden Netzbedingungen. Die adaptive KI-Regelung ermöglicht eine normgerechte Netzqualität auch in Spitzenlastphasen und schwierigen Störungsszenarien. Die Übertragbarkeit auf verschiedene industrielle Netzstrukturen, die flexible Skalierbarkeit und die nachhaltige Sicherung der Stromqualität machen das System wegweisend für zukünftige industrielle Anwendungen im Bereich Power Quality und EMV
COPPA - Open circular-collaboration-platform for sustainable food packaging from plastics; Fördermaßnahme im Rahmen des Programms zur Innovationsförderung
Get PDFSchlussbericht
Get PDFWie vor den meisten medizinischen Eingriffen hat auch vor radiologischen Maßnahmen eine Aufklärung und informierte Einwilligung der Patientinnen und Patienten zu erfolgen. Trotz standardisierter Abläufe ist der hierfür erforderliche Zeitaufwand verglichen mit der Untersuchungsdauer hoch.
Bei Patientinnen und Patienten mit hohem Informationsbedarf wird die Zeit oft knapp, wenn die Aufklärung erst sehr kurz vor der Maßnahme stattfindet. Die im Rahmen des Projektes entstandene gesamthafte Lösungsansatz ermöglicht es, den Patient:innen Aufklärungsinhalte und allgemeine Patienteninformationen über ein Webportal oder App zu bearbeiten und mögliche Fragen über einen interaktiven, KI-basierten Chat-/Voicebot klären zu können, bevor der Termin stattfindet.
So entzerrt das System den Aufklärungsprozess räumlich und zeitlich von der eigentlichen Behandlung.
Die Aufgaben im Teilvorhaben lagen in der Entwicklung eines interaktiven, sprachbasierten, audio-visuellen Dialog-Interface welches auf Fragen der Patient:innen gezielt Informationen zum Untersuchungsablauf, zu möglichen Risiken und medizinischen Fachbegriffen, qualitätsgesichert bereitstellt
Verbundprojekt: Hoch-integrierte PIC-basierte ECDLs für die Quantentechnologie (HiPEQ); Teilvorhaben: Entwicklung eines optischen Systems für die LOFZ-Kristallzucht sowie glasbasierter Schnittstellenkomponenten zur Realisierung eines PIC-basierten ECDL
Get PDFIm Rahmen des Teilvorhabens "Entwicklung eines optischen Systems für die LOFZ-Kristallzucht sowie glasbasierter Schnittstellenkomponenten zur Realisierung eines PIC-basierten ECDL" wurde am Fraunhofer ILT ein optisches System für die Diodenlaser-gestützte Kristallzucht (LDFZ-Verfahren) entwickelt, aufgebaut, charakterisiert und in Betrieb genommen. Der zugrunde liegende lasergetriebene Aufheizprozess wurde mit der Finiten-Elemente-Methode (FEM) modelliert. Zudem wurden die ersten gezüchteten Kristalle hinsichtlich ihrer Eignung als optischer Rotator untersucht und charakterisiert.
Des Weiteren wurde ein Faser-Chip-Koppler aus Quarzglas mit einer Faserklemme als integrierte Schnittstellenkomponente für die Singlemode-Faser (SM-Faser), Bauräumen für den Isolator und den Strahlteiler, Schnittstellenkomponenten zum Einbringen der kommerziellen Optiken, sowie dem PIC-Koppler entwickelt. Insgesamt wurden zwei verschiedene Faser-Faser-Koppler für unterschiedliche Isolatoren (CMT-Isolator und CALTO-Isolator) hergestellt und in ein Butterfly-Package eingebettet. Es wurde eine Isolation von 22 dB, eine Transmission von 21 % und ein PER von 30,7 dB erreicht.As part of the subproject “Development of an optical system for LOFZ crystal growth and glass-based interface components for the realization of a PIC-based ECDL”, an optical system for diode laser-assisted crystal growth (LDFZ method) was developed, constructed, characterized, and put into operation by Fraunhofer ILT. The underlying laser-driven heating process was modeled using the finite element method (FEM). In addition, the first crystals grown were characterized with regard to their suitability as optical rotators.
Furthermore, a fiber-chip coupler made of fused silica with a fiber clamp was developed as an integrated interface component for the single-mode fiber (SM fiber), installation spaces for the isolator and beam splitter, interface components for inserting commercial optics, and the PIC coupler. A total of two different fiber-fiber couplers for different isolators (CMT isolator and CALTO isolator) were manufactured and embedded in a butterfly package. An isolation of 22 dB, a transmission of 21%, and a PER of 30.7 dB were achieved
Schlussbericht
Get PDFNach der Annahme des "Global Action Plan on Antimicrobial Resistance" im Jahr 2015, der durch die Veröffentlichung "The Review on Antimicrobial Resistance" im Jahr 2016 bekräftigt wurde, wuchs das Bewusstsein für die Notwendigkeit einer verstärkten Koordination von Investitionen in die Forschung und Entwicklung (F&E) zu AMR, um die Entwicklung von Produkten, Werkzeugen und Strategien mit dem höchsten gesellschaftlichen Potenzial zu priorisieren. Angesichts begrenzter Ressourcen und begrenzter Mittel wurde 2017 von den G20-Staatsoberhäuptern der Aufruf zur Gründung eines neuen internationalen F&E-Kollaborationshubs gestartet. Der Hub wurde im Mai 2018 während der Weltgesundheitsversammlung (WHA) ins Leben gerufen und nahm im Januar 2019 mit der Einrichtung eines Sekretariats in Berlin seine Arbeit auf. Seit seiner Gründung im Jahr 2018 verfolgt der Hub das Ziel, die Koordination internationaler Bemühungen und Initiativen zur Bekämpfung von AMR zu verbessern, indem es eine einzigartige Wissensbasis zu AMR-F&E aufbaut und Zusammenarbeit und Wissensaustausch über das gesamte Spektrum von Push- und Pull-Instrumenten durch Arbeitsgruppen, Mitgliederengagement und die Veröffentlichung von Wissensberichten und Policy Briefs fördert. Gleichzeitig hat der Hub daran gearbeitet, die Sichtbarkeit und die beschleunigte Umsetzung von AMR-F&E auf höchster politischer Ebene, einschließlich der G20 und G7, zu erhöhen
Schlussbericht zum Vorhaben
Get PDFFür die Covestro Deutschland AG (Covestro) ist Anilin der wichtigste Rohstoff zur Herstellung des Produkts Methylendiphenylendiisocyanat und seiner Oligomere bzw. Homologe (nachfolgend summarisch: MDI), welches ein wesentlicher Ausgangsstoff für Polyurethane ist. Diese Polymere werden beispielsweise für die Herstellung von Schäumen, z.B. in energiesparenden Dämmstoffen und Matratzen, verwendet. Derzeit stellt Covestro für die Produktion von MDI über 1.000.000 t petrobasiertes Anilin pro Jahr her (Abbildung 1A). Dieses Anilin produziert Covestro in eigenen Anlagen und zählt mit einem Anteil von circa 20 % an der Weltjahresproduktion zu den führenden Herstellern. Langfristiges Ziel von Covestro ist die Entwicklung einer kostengünstigen und ökologisch vorteilhaften Synthese von Anilin aus nachwachsenden Rohstoffen bzw. Biomasse. Das so hergestellte biobasierte Anilin soll als "Drop-in"-Chemikalie, d.h. mit identischer Spezifikation zu Petro-Anilin, in die nachgeschalteten Produktionsanlagen für Polyurethane einfließen. Bisher ist für Anilin keine direkte biobasierte Synthese bis zum industrierelevanten Maßstab entwickelt worden.
Im von Covestro vorgeschlagenen Prozess können als Rohstoffquelle verschiedene nachwachsende Rohstoffe eingesetzt werden. Mögliche nachwachsende Rohstoffe sind (1) Zucker enthaltende Pflanzen wie Zuckerrüben und Zuckerrohr, (2) Stärke enthaltende Pflanzen wie Mais, Weizen und Roggen, aber auch (3) Lignocellulose aus Stroh, Holz oder Bagasse. Der verfolgte Prozess umfasst zwei katalytische Schritte (Abbildung 1B): (1) Konversion von Zucker zu Aminobenzoesäure (AB) mit Hilfe eines gentechnisch veränderten Mikroorganismus; (2) chemokatalytische Konversion zu Anilin.
Die katalytischen Schritte zur Umsetzung von nachwachsenden, biobasierten Rohstoffen zu Anilin wurden im Förderzeitraum erheblich optimiert. Im Bereich der mikrobiologischen Stammentwicklung, dem ersten Umsetzungsschritt, konnten die relevanten Performance-Kenngrößen (z.B. Titer und Ausbeute) deutlich verbessert werden. Auch im Bereich der Gesamtprozessentwicklung wurden wesentliche Fortschritte für die industrielle Nutzbarkeit des Verfahrens gemacht. So konnten die ersten Schritte des Prozesses bereits mehrmals in den industriellen Maßstab übertragen und das Zwischenprodukt AB im Tonnen-Maßstab produziert werden. Das aus diesen Kampagnen gewonnene Material wurde in den nachfolgenden Umsetzungs- und Aufarbeitungsschritten im Maßstab von mehreren Tonnen zu spezifikationsgerechtem biobasiertem Anilin weiterverarbeitet. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wurde der Gesamtprozess für größere Produktions-Maßstäbe ausgelegt. Das hergestellte Anilin wurde im Rahmen des Projektes zu MDI, und anschließend in verschieden Anwendungsfeldern getestet. Die erhaltenen Muster zeigten keine signifikanten Abweichungen im Vergleich zum petro-basierten Vergleichsmustern auf. Außerdem konnte das hergestellte bio-basierte Anilin erfolgreich für die Herstellung bestimmter Fasern getestet werden